AT89C52单片机的步进光学测试平台控制技术(3)
用电子技术对光学信号进行检测, 并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光
电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过
光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接收的光学信息, 然后用光电探
测器件将光学信息量变换成电量, 并进一步经过电路放大、处理, 以达到电信号
输出的目的[1]
。
在许多光电系统或者仪器中， 当需要对二文平面内的光场特征参数分布进行
测量，光电检测器件就成为系统的核心部分。传统的仪器手工逐点测量，没有很
高的位置分辨能力而步进光学测试平台以单片机和步进电机为核心却能够精确
自动控制，实现对平面内待检测点的精确定位，从而能获得准确的探测光信号[2]
。
1.2 课题研究背景及意义
步进电机广泛应用在生产实践的各个领域。它最大的应用是在数控机床的制
造中，因为步进电机不需要 A/D 转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位
移，所以被认为是理想的数控机床的执行元件。早期的步进电机输出转矩比较小，
无法满足需要，在使用中和液压扭矩放大器一同组成液压脉冲马达。随着步进电
动机技术的发展，步进电动机已经能够单独在系统上进行使用，成为了不可替代
的执行元件[3]
。
单片机的性价比越来越高，利用单片机实现步进电机控制将形成趋势。如
AT89系列、MCS51系列、PIC系列的单片机。基于单片机实现步进电机控制已经成
为目前重要的一种手段。步进电机本身是离散型自动化执行元件，依靠收到的控
制脉冲实现电机运行控制，所以特别适合采用单片机嵌入式系统控制。同专用IC
相比，由单片机具有的强大的功能，用它来实现步进电机控制具有更大的灵活性，
更容易实现对步进电机的复杂控制。
本课题主要是设计一种经济实用型的步进电机控制电路，采用以AT89C52单
片机为核心部分。该步进光学测试平台系统具有结构简单、调速稳定、精度高，
同时能够实现对步进电机进行精确的位移控制且将数据进行采集、传输、转换、
显示等功能。
1.3 国内外的研究发展及动态
步进测试平台控制系统是对步进电机的位置、速度进行实时控制管理，使其
按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。早期的控制系统实际上是可以
独立运行的专用的控制器，往往不需要另加的处理器和操作系统支持，可以独立
完成运动控制功能。可是这类控制系统往往不能离开其特定的工艺要求而跨行业
应用，控制器的开放性仅仅依赖于控制器的加工代码协议，用户不能根据应用要
求而重组自己的运动控制系统。通用运动控制器的发展从此成为市场的必然需
求。
在 20世纪 90年代，国外的一些发达国家，例如美国开始进入快速发展运动
控制系统。由于有强劲市场需求的推动，通用运动控制系统发展迅速，应用广泛。
近年来，随着运动控制系统的不断进步和完善，其已经成为一个独立的工业自动
化控制类产品，已经被越来越多的产业领域接收[4]
。
步进电机最早是在 1920年由英国人所开发。1950年后期晶体管的发明也逐
渐应用在步进电机上，这对于数字化的控制变得更为容易。以后经过不断改良，
使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖
性等灵活控制性高的机械系统中。
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