基于PIC16F873单片机的步进电机控制系统
来源： 作者： 发布时间：2015-03-11 10:03:31 浏览量：应注意的是ZLG7289A应连接共阴式数码管，在应用中无需用到的数码管和键盘可以不连接，省去数码管和对数码管设置消隐属性均不会影响键盘的使用。整个电路无需添加锁存器、驱动器、寄存器等，耗电较小，软件设计中也无需进行显示译码，省去了静态显示扩展芯片，大大节省了MCU的占用时间，因而使用更方便，适于推广。
本电路设计中仅采用4×4键盘和4位塑封电感数码管，已完全满足设计需要。PIC16F873单片机与ZLG7289接口示意如图4所示。
2．4 硬件电路抗干扰设计
2．4．1 PCB的抗干扰设计
(1)当集成电路在工作状态翻转时，其工作电流的变化很大。集成电路电源线的电感会阻止电流的瞬态变化，从而影响集成电路的响应速度。与此同时集成电路芯片的瞬态变功率电感化电流流过环路面积较大电源线路时，将会产生较为强烈的对外辐射噪声功率电感器。由于各集成电路很可能会流经相同的线路，在此线路上存在较大的公共阻抗，从而产生较严重的阻抗耦合干扰。除电源系统输出端采用电解电容与高频瓷片电容并联去耦外，还应包括MCU与数字集成电路电感生产去耦、电源走线末端去耦等措施。具体做法如下：电源输入端接10～100μF的电解电容。在集成电路的电源输入端和接地端之间接0．01μF陶瓷电容。在VCC与电源地之间安放一个O．1μF的瓷片去耦电容。
(2)合理布线是提高单片机系统抗干扰的最主要措施。电源系统在PCB上的走线较长，当电磁噪声感应到电源系统，将可能导致系统内诸如触发器、反向器等电路的状态改变，从而使系统产生误动作。另一方面，电源系统上产生的快变大电流，也可能产生电磁能量的发送。设计时可按下列原则布线：电源线尽可能与地线平行，以减小供电环路面积，减小电源噪声的产生。对大电流的走线，尽可能将它们的宽度加粗，使传输压降减到最低。将不同电路功能区域的地分开走线，最后汇到主接触地点。数字地与模拟地应分开布线、单点连接。
2．4．2 电机驱动电路的抗干扰设计
为了防止电机产生的噪声引起干扰，将单片机定时控制电路和电机控制电路分成2块电路板，这样有利于抗干扰，并提高电控板的可靠性。电机驱动信号由PIC16F873智能运算后加至电机驱动器，通过电平转换芯片输出。MCU的几个输出端口加接的光电耦合电路“耦合”两边的“地”分割开来。电机的电源引线不要和其他引线捆扎在一起，避免绕过或覆盖电控板上的元器件而产生对复位信号的干扰，引起单片机死机。
3 软件设计
3．1 加减速优化设计
3．1．1 指数型加减速优化控制方法
步进电机运行时一定满足动力学方程：
式中：θ为步距角；J为转动惯量；Tl为负载转矩；Tm为输出转矩；f为频率。
每个频率下的最大输出力矩可以由电机矩频特性曲线得到，但是一般的矩频特性曲线是整体呈下降趋势的非线性曲线，不便于计算；所以在一定的频率范围内，采用直线来近似拟合它的特性，得到电机的输出转矩与频率的关系：
这种近似的关系要根据电机自身的矩频特性曲线和一定频率范围内曲线的特性来确定。Tm0为电机的最大转矩，α为拟和直线的斜率。对于不同的电机和在不同的频率范围内，也可用二次函数或其他的函数近似表示它们之间的关系。利用直线拟合矩频特性，通过牛顿跌代法和Matlab中的m-file编程，可计算得到加减速运行时每步所走的速度台阶，即步进电机的指数型加减速运行曲线。
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请教高手啊
顶贴，抢沙发我的理解，这个尖峰就是谐振引起的，而这个尖峰的高低