微型计算机接口技术在步进电机控制中的应用

摘 要 现代化电力系统生产和管理当中，步进电机具有较为突出的应用效果，将微型计算机接口技术纳入步进电机的控制中，可以提升系统的发展水平。本文首先对步进电机控制系统的设计方案进行了简单概述，分析了总体结构设计、硬件电路设计以及软件系统等设计方案；随后，重点分析了微型计算机接口技术在步进电机控制中的应用策略，旨在为关注这一领域的人士提供一些可行性较高的参考意见。

关键词 微型计算机；接口技术；步进电机

引言

随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高，社会各界对于我国工业生产、数控机床以及自动化操作等方面的关注程度越来越高。在现代化生产和管理的过程中，步进电机控制技术的应用范围逐步扩大，在不同行业和生产领域当中，该项设备和技术，都具有相对明显的应用效果。因此，如何在此种环境下，深入系统地分析出步进电机控制设计方案，增强微型计算机接口技术的应用效果显得尤为重要。

1 步进电机控制系统的设计方案

1.1 总体结构设计方案

步进电机的驱动器设备为数字器件，并且在实际的生产和管理阶段，该项设备的位置和速度等，都会形成闭环反馈理论，通过编码器设备等，实现数字化感应项目转化。步进电机控制系统的总体结构设计方案中，TMS320F2812可以通过串口接收上位机发送出位置指令的方式，接收到与步进电机同轴转动的光电编码器位置信号，将反馈的脉冲信号作为中断信号。此时，DSP会根据系统计算得出的最终差值信息，将步进电机的位置脉冲以及方向脉冲等信号，传送给驱动器设备。借助液晶显示器的方式，可以将设备当中的各项数据信息进行动态化反馈，实现更为快速和精准的定位[1]。

1.2 硬件电路设计方案

步进电机的控制系统主要是通过电源模块、DSP控制单元、反馈检测单元、复位电路、串口通信电路以及功率驱动模块等集中组成。比如，在进行串口通信模块设计的过程中，工作人员可以采用SCI接口发送以及接收的双线异步通信结构的方式，同时将系统内部的DSP控制单元，通过上位机通信的方式，实现数据交换。在进行交换时，工作人员需要明确高低电平电压量为±12V，DSP高低电平保持在0至3.3V之间，才可以进行电平转换。

1.3 软件系统设计方案

在对软件系统进行设计的过程中，主要可以通过对步进电机的位置進行检测，对软件系统的整体运行状况进行分析和处理。例如，我国某地区的步进电机系统研发设计部门，在对步进电机内部软件系统进行优化设计的过程中，工作人员在系统非超载情况下，对步进电机接收脉冲信号的固定角度进行计算。在DSP2812当中，利用事件管理模块的方式，对系统的定时器以及比较单元进行处理，采用两路电机的方式，对位置信号脉冲需求进行计算。

2 微型计算机接口技术在步进电机控制中的应用策略

2.1 四相单拍匀速正转控制程序

根据前文的分析和论述可以得出，步进电机的优化设计需要从总体、硬件设备以及软件系统等多个角度出发。在对步进电机四相单拍正转的相序进行统计的过程中，可以按照不同的相位顺序，对步进电机进行循环通电。四相单拍匀速相序在进行设计时，可以借助微型计算机接口技术，将相序状态相同的程序按照顺时针的相序进行调试。按照微型计算机并行接口的方式进行循环输出。在每次循环的过程中，按照四个相序状态字，即01h、02h、04h和08h的循环计数值，直至步进电机停止转动为止。在此种程序设计模式当中，每次输出的相序状态字，都会调用一次延时子程序，使相序信号保持在微型计算机并行接口当中一段时间，之后再输出下一个相序状态字。此种方式有利于构建正常的匀速控制系统[2]。

2.2 通过变换拍序变速程序设计

利用不同拍序相序状态字之间的变换情况，可以对步进电机的运转速度进行调整。比如，四项单四拍和四项八拍，就可以通过调整相序状态字的方式，完成相应地转换。在具体的操作过程中，可以假定四相单四拍每拍旋转12°，此时，四相八拍每拍旋转度数为6°。四相单四拍的旋转时间为四相八拍所用时间的一半。通过拍序变换调整的方式，可以将相序内部的各项信号以及频率进行调整。例如，将三相三拍调整到三相六拍，或者将四相双拍调整到四相八拍等。步进电机的控制程序当中，分别对不同相序的状态字表进行了定义，并且用table1和table2进行表示。通过设置一个系统判断标志字00H，可以对各个相序状态字表进行计算，得出最终的结果，用count1和count2表示，达到优化步进电机运行效果的目的。

2.3 四相八拍表指针通用程序设计

除了上述两种模式之外，在将微型计算机接口技术纳入到步进电机控制系统程序设计之中时，工作人员还可以通过四相八拍表指针通用技术程序的设计方法，增强步进电机在生产和管理环节中的应用效果。比如，我国某地区的步进电机研发设计部门，在实际的研发制造环节中，通过对步进电机进行优化设计，有效地增强了系统的运转速率。在具体的操作过程中，该地区的步进电机设计研发部门，结合了相序表指针的通用程序设计方案，对步进电机的相序状态表进行了优化设计。将相序的个数以及相序状态表都放置相对稳定的运行区域内部。利用此种方式，可以对相序状态字所在的位置进行定位。之后，按照一定的顺序，将相序状态字送往到计算机并行接口当中，实现数据的输出。

3 结束语

综上所述，步进电机在实际的生产和管理环节中的合理化应用，对于行业整体向前发展具有十分重要的影响。相关领域的工作人员需要根据实际的生产和管理需求，对步进电机的控制方案进行优化调整。将微型计算机接口技术纳入到实际的系统设计环节之中，通过对四相单拍运输正转控制程序进行设计，变换拍序变速程序进行设计，有利于在现有的基础上，持续优化步进电机的总体发展效果。

参考文献

[1] 马文斌，杨延竹，洪运.步进电机控制系统的设计及应用[J].电子技术应用，2015，41（11）：11-13.

[2] 严平锋，凌志浩，蒋炜.步进电机的控制与检测系统的设计与实现[J].自动化仪表，2014，35（04）：38-42.

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