功能模塊設(shè)計

本模塊可分為如下3個部分：單片機系統(tǒng)：控制步進電動機； 外圍電路：PIC單片機和步進電動機的接口電路；PIC程序：編寫單片機控制步進電功機的接口程序，實現(xiàn)三角波信號的輸出功能。

（1）電壓隔離接口。

電壓隔離接口專用于隔離低壓部分的單片機和高壓部分的步進電機驅(qū)動電路，以保證它們的正常工作。

電壓隔離接口可以用脈沖變壓器或光電隔離器，基本上是采用光電隔離器。單片機輸出信號可以通過TTL門電路或者直接送到晶體管的基極，再由晶體管驅(qū)動光電耦合器件的發(fā)光二極管。

發(fā)光二極管的光照到光電耦合器件內(nèi)部的光敏管上，轉(zhuǎn)換成電信號，再去驅(qū)動步進電機的功率放大電路，電流放大接口是步進電機功放電路的前置放大電路。它的作用是把光電隔離器的輸出信號進行電流放大，以便向功放電路提供足夠大的驅(qū)動電流。

（2）工作方式接口和頻率發(fā)生器。

用單片機控制步進電動機，需要在輸入輸出接口上用3條I/0線對步進電動機進行控制，這時，單片機用I/O口的RA0、RAI、RA2控制步進電動機的三相。

（3）步進電動機與單片機的接口。

單片機是性能極佳的控制處理器，在控制步進電機工作時，接口部件必須要有下列功能。

①信息傳遞功能。

接口部件應(yīng)能夠把單片機的控制信息傳遞給步進電機回路，產(chǎn)生工作所需的控制信息，對應(yīng)于不同的工作方式，接口部件應(yīng)能產(chǎn)生相應(yīng)的工作控制波形。

②產(chǎn)生所需的不同頻率。

為了使步進電機以不同的速度工作，以適應(yīng)不同的目的，接口部件應(yīng)能產(chǎn)生不同的工作頻率。

③電壓隔離功能。

單片機工作在5V，而步進電機是工作在幾十V，甚至更高。一旦步進電機的電壓串到單片機中，就會損壞單片機；步進電機的信號會干擾單片機，也可能導(dǎo)致系統(tǒng)工作失誤，因此接口器件必須有隔離功能。 

測速方法

步進電機是將脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或線位移。

一是整機結(jié)構(gòu)簡單。傳統(tǒng)的機械速度和位置控制結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)整困難，使用步進電機后，使得整機的結(jié)構(gòu)變得簡單和緊湊。測速電機是將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電壓，并傳遞到輸入端作為反饋信號。測速電機為一種輔助型電機，在普通直流電機的尾端安裝測速電機，通過測速電機所產(chǎn)生的電壓反饋給直流電源，來達到控制直流電機轉(zhuǎn)速的目的。

二是過載性好。其轉(zhuǎn)速不受負載大小的影響，不像普通電機，當(dāng)負載加大時就會出現(xiàn)速度下降的情況，步進電機使用時對速度和位置都有嚴(yán)格要求。

三是控制方便。步進電機是以“步”為單位旋轉(zhuǎn)的，數(shù)字特征比較明顯。