1 系统设计事理
步进电机掌握系统紧张由单片机、键盘LED、驱动／放大和PC上位机等4个模块组成，个中PC机模块是软件掌握部分，该掌握系统可实现的功能：
1)通过键盘启动／暂停步进电机、设置步进电机的转速和改变步进电机的转向；
2)通过LED管显示步进的转速和转向等事情状态；
3)实现三相或四相步进电机的掌握；
4)通过PC上位机实现对步进电机的掌握(启停、转速和转向等)。为保护单片机掌握系统硬件电路，在单片机和步进电机之间增加过流保护电路。图l为步进电机掌握系统框图。
2 系统硬件电路设计
2.1 单片机模块
单片机模块紧张由MSP430FG4618单片机及外围滤波、电源管理和晶振等电路组成。MSP430FG4618单片机内部的8 KB RAM和116 KB Flash知足掌握系统的存储哀求，P1和P2端口在步进电机事情过程中根据按键状态判断是否跳入中断做事程序来改变步进电机的事情状态，USART模块实现单片机和PC上位机之间的通信，实现PC机对步进电机掌握。电源管理电路供应稳定的3．3 V和5 V电压，分别给单片机、晶振电路和驱动和功率放大电路供电。32 kHz晶振给单片机、键盘／显示接口器件8279和脉冲分配器PMM8713供应时钟；当采取USART模块时需开启8MHz晶振设置通信模块。图2为单片机模块构造框图。
2.2 键盘／LED模块
为实现人机对话，该系统设计扩展了3x4按钮矩阵键盘和4片8段LED数码管，可手动直接操作该掌握系统。系统上电后，通过键盘输入步进电机的启停、步数转速和转向等，由LED管动态显示步进电机的转速和转向。键盘的输入和LED管的输出由8279进行掌握，减少单片机事情包袱。8279编程事情在键盘扫描输入办法，读入键盘时具有去抖动功能，避免误触发。图3为键盘LED模块设计构造框图。
2.3 驱动／放大模块
掌握系统采取步进电机掌握用的脉冲分配器(又称逻辑转换器)PMM8713，该器件是CMOS集成电路，相输出驱动能力(源电流或吸入电源)为20 mA，适用于掌握三相或四相步进电机，可选择下列6种勉励办法：三相步进电进：1相，2相，1-2相；四相步进电进：1相，2相，1-2相。输入办法可选择单时钟(加方向旗子暗记)和双时钟(正转或反转时钟)两种办法，具有正反转掌握、初始化复位、原点监视、勉励办法监视和输入脉冲监视等功能。器件PMM8713由时钟选通、勉励办法掌握、勉励办法判断和可逆环形计数器等部分构成，所有输入端内都设有施密特电路，可提高抗滋扰能力。PMM8713输出需接功率驱动电路，选用功率驱动器PMM2101，最大输出电流为1．4 A，知足驱动步进电机的哀求。驱动／放大电路如图4所示。MSP430单片机通过调节PMM8713的端口1～4输入脉冲旗子暗记掌握步进电机的启停、速率和转向等。
3 系统软件设计
3.1 单片机程序
利用单片机的定时器TIMER_A(TA)中断产生脉冲旗子暗记，通过在相应的中断程序中实现步进电机步数和圈数的准确计数，通过PWM实现转速掌握；利用P1．0端口的中断关闭TA中断程序，并推入堆栈，停滞电机；P1．1中断则开启TA中断，堆栈推入程序计数器(PC)，开启电机；P3．1端口输出高电平由PMM8713的U／D端口掌握电机的转向；P3．0～P3．7端口接8279的8个数据接口，当单片机扫描到矩阵键盘有键按下时，利用P2端口的中断设置TA，掌握启停、调速和转向等，同时单片机反馈给8279掌握LED管显示转速和转向。其程序流程如图5所示。
3.2 PC上位机模块
PC上位机模块实现PC机对步进电机的掌握。利用MSP430单片机的USART模块实现与PC上位机的通信，PC机通过串口向单片机发送掌握命令，实现电机掌握。单片机所吸收到掌握命令暂存在RXBUFFER中，然后与存储在片内Flash的中断程序的入口地址比较较，相同就进入中断，实现步进电机的掌握。操作该模块时须要开启8 MHz晶振为USART模块设置波特率(设置波特率为9 600)。掌握软件由VB6．0编写，利用MSComm控件实现串行通讯功能。其掌握软件界面如图6所示。
4 系统检测
为考验该掌握系统的实际事情情形，在给定PMM2101输出事情电流的状态下采取能量转化法测得步进电机输出的最大静转矩。选取输出电流间隔0．2 A，测到步进电机最大静转矩与电流之间关系的静特性曲线，如图7所示，解释该掌握系统设计较合理。
5 结论
该系统通过MSP430单片机掌握步进电机运转情形，可靠性高，在电机运行时能够方便设定步进电机的启／停、转速和方向，提高步进电机的步进精度；能够掌握三相或四相步进电机；由PC上位机完备掌握步进电机的各种运行办法，使系统能够运用于恶劣环境中，担保职员安全，适用范围较广，且电路大略，本钱较低，掌握方便，移植性强，实用代价高。
