基于細分驅動的船用儀表步進電機控制的實現
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1 步進電機式船用儀表的總體設計方案
步進電機式船用儀表總體結構框圖如圖1所示，本設計采用帶有LCD顯示模塊的PIC核的單片機作為控制器，采用RISC結構的單片機數據線和指令線分離，即所謂哈佛結構。這使得取指令和取數據可同時進行，且由于一般指令線寬于數據線，使其指令較同類CISC單片機指令包含更多的處理信息，執行效率更高，速度亦更快。同時，這種單片機指令多為單字節，程序存儲器的空間利用率大大提高，有利于實現超小型化。屬于CISC結構的單片機有Motorola的M68HC系列、Atmel的AT89系列、臺灣Winbond（華邦）W78系列、荷蘭Philips的PCF80C51系列等；屬于RISC結構的有Intel8051系列、Microchip公司的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韓國三星公司的KS57C系列4位單片機、臺灣義隆的EM-78系列等。
2 步進電機組合電阻式細分驅動的硬件設計
步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。
步進電機的細分驅動方式有專用芯片法和PWM脈寬調制法。專用芯片法采用硬件的方法實現步進電機的細分驅動，容易實現，但成本較高。PWM脈寬調制法采用PWM脈沖直接對步進電機進行驅動，采用軟件的方式實現，驅動硬件成本較低，但需要多路PWM模塊，對單片機的選型要求較高。因此綜合成本和實用性兩方面的因素考慮后，本設計提出一種基于組合電阻式的步進電機細分驅動方法，該驅動方式的硬件為3個電阻的組合，成本低，原理簡單，易實現。
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