步进电机如何利用PIC单片机实现控制设计

步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着紧密的本质的联系步进电机亦是一种将电脉冲转化为角位移或直线位移的执行机构，当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(又称之为步进角)，为此可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过脉冲频率来控制步进电机的转动速度和加速度，从而达到调速的目的。

从以上所述可知，步进电机是可以用脉冲信号直接进行定位控制，由于其具有一定的精度，且控制线路简单，使用方便、可靠;因此它广泛地应用于工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备(扫描仪、磁盘驱动器、打印机)、照相机(包括光学照相机与数码照相机)，投影仪、数码摄像机、放像机(VCD、DVD 等)、大型望远镜、卫星天线定位系统、医疗器械、条码扫描仪以及各种可控机械工具等等。

随着经济的发展，技术的进步和电子技术的发展，步进电机的应用领域更加广阔，同时也对步时电机的运行性能提出了更高的要求　　单片机控制步进电机具有功能灵活多样，脉冲输出准确，实时性强等特点，通过软件设计可以实现各种复杂的控制，其系统成本较低，近些年来已被广泛应用在各种不同的运动控制系统中。

在实际应用中，若步进电机在升降速时，脉冲频率的变化不合理，就会使电机失步或者过冲，使系统无法做到精确定位;同时，由于系统快速性的要求，电机需要很快地完成加减速过程这里设计了基于PIC单片机的步进电机控制系统，分析快速性最好的指数型加减速曲线在实际系统中的应用规律，提出了一种升降速曲线的优化方法，采用了硬件、软件抗干扰技术措施。

可以通过键盘输入数据与指令，并能通过旋钮方便地实现电机的连续调速，实时设置与显示步进电机的工作方式　　步进电机是一种将脉冲电流转换为角速度的执行器当步进驱动器接受到一个差分信号，它就驱动器步进电机就按设置的方位旋转一个固定不动的视角(横距角)。

根据控制单脉冲数量来控制角速度量，能够 做到精确精准定位;另外能够 根据控制单脉冲頻率来控制电机旋转的速率和瞬时速度，做到变速的目地;能够 根据更改各相的接电源次序，控制步进电动机的旋转方位　　步进电机的特性　　1、步进电动机的角速度与脉冲信号严苛正相关，因而，它沒有总计偏差，具备优良的追随性。

　　2、步进电动机的动态性回应快，便于起停、正反转及调速　　3、速率可在非常宽的范畴内光滑调整，低速档下仍能确保得到很大转距，因而，一般能够 无需降速设备而立即驱动器负荷　　4、步进电动机只有根据脉冲电源供电系统才可以运作，它不可以立即应用交流电和直流开关电源。

　　根据步进电机控制系统所要完成的功能，软件程序主要有：故障中断处理程序、定时移位中断程序、步进控制信号中断处理程序、相序刷新和通信处理程序、升降速曲线自适应控制处理程序　　步进电机由于是由脉冲信号控制的，所以完全可以采用开环控制方式，这在精度要求不高的场合，不失为一种简单、实用、经济而可行的技术方案。

但是，在开环控制的步进电机驱动系统中，其输入的脉冲不依赖转子的位置，而是事先按照一定规律给定的，控制系统不能跟随运行频率和负载大小而调整其控制参数，这就给步进电机的开环运行带来一些不利因数，特别是在低频、中频的某些频率点，将会出现振荡，而在高频区又将出现电磁力矩下降的情况;振荡和电磁力矩的下降都有可能造成失步和位置控制不准的后果。

　　闭环反馈控制加自适应控制是直接或间接地检测转子的位置和速度，通过反馈和自适应处理，按照优化的升降运行曲线，自动地发出驱动的脉冲串，不仅可使步进电机的拖动力矩特性有显著提高，可获得更精确的位置控制和较高较平稳的转速，而且可以使步进电机在许多其他领域内获得更大的通用性与实用性。

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