基于細分驅動(dòng)的船用儀表步進(jìn)電機控制的實(shí)現
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1 步進(jìn)電機式船用儀表的總體設計方案
步進(jìn)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(xiàn)和指令線(xiàn)分離，即所謂哈佛結構。這使得取指令和取數據可同時(shí)進(jìn)行，且由于一般指令線(xiàn)寬于數據線(xiàn)，使其指令較同類(lèi)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(shí)，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(shí)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(jìn)電機組合電阻式細分驅動(dòng)的硬件設計
步進(jìn)電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€(xiàn)位移的開(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)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(jìn)驅動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅動(dòng)步進(jìn)電機按設定的方向轉動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱(chēng)為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數來(lái)控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機轉動(dòng)的速度和加速度，從而達到調速的目的。
步進(jìn)電機的細分驅動(dòng)方式有專(zhuān)用芯片法和PWM脈寬調制法。專(zhuān)用芯片法采用硬件的方法實(shí)現步進(jìn)電機的細分驅動(dòng)，容易實(shí)現，但成本較高。PWM脈寬調制法采用PWM脈沖直接對步進(jìn)電機進(jìn)行驅動(dòng)，采用軟件的方式實(shí)現，驅動(dòng)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(shí)用性?xún)煞矫娴囊蛩乜紤]后，本設計提出一種基于組合電阻式的步進(jìn)電機細分驅動(dòng)方法，該驅動(dòng)方式的硬件為3個(gè)電阻的組合，成本低，原理簡(jiǎn)單，易實(shí)現。
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