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關鍵詞： 硅PIN光電二極管； 偏置電路； 電子濾波器； 閃爍探測器
中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）13?0159?03
Design and application of low?price bias circuit for Si?PIN photodiodes
JIA Mu?lin1， ZENG Guo?qiang2， MA Xiong?nan3
（1. Guangxi Radiation Environment Supervision and Management Station， Naning 530222， China； 2. Chengdu University of Technologe， Chengdu 610059， China；
3. China Institude For Radiation Protection， Taiyuan 030006， China）
Abstract： The Si?PIN photodiodes have been more and more widely used in the areas of weak light signal detection， but the result of detection is more likely affected by bias voltage and other factors. The high?stability bias voltage with low ripple coefficient is essential for accurately achieving the detected weak light singal. A Si?PIN photodiode bias circuit based on TPS61040 DC/DC boost converting chip was design and applied to the weak light signal detection of the NaT （Tl） scintillator. A good result was achieved.
Keywords： Si?PIN photondiode； bias circuit； electronic filter； scintillator detector
硅PIN光電二極管（以下簡稱SPD）作為一種成熟的半導體光電器件，因其特有的優勢在自控、通信、環保、醫療及高能物理研究等領域得到了越來越廣泛的應用，但其使用極易受所加偏置電壓的影響。因此，在實際應用中對SPD上所加的偏置電壓的要求非常苛刻，必須具備很低的紋波系數和良好的穩定性，這也就造成常用的SPD偏置電路成本較高。針對這一情況，本文將介紹一款基于TPS61040電壓轉換芯片的偏壓電路設計，并將其應用于NaI（Tl）+SPD輻射探測器的信號檢測。
1 硅PIN光電二極管與偏置電壓關系
1.1 SPD及其偏置電壓簡介
與普通光電二極管相比，SPD是由中間隔著本征層的PN結構成。當在PN兩端外加反向偏壓時，內建電場幾乎集中于I層，使得耗盡層厚度加大，增大了對光子的吸收和轉換有效區域，提高了量子效率；同時，PN節雙電層間距加寬，降低了器件本身的結電容，如圖1所示。使得器件的響應速度提高，有利于在微弱光脈沖信號檢測領域的運用；此外，結電容的降低減小了信號電荷在其上的分配，有利于為前置放大電路輸入更多的原始信號電荷。
圖1 偏置電壓與結電容關系
1.2 偏置電壓電平選擇
但偏置電壓不是越高越好，原因是SPD的暗電流隨偏壓的增加而增加，如圖2所示。當偏壓超過一定值時，暗電流隨偏壓呈線性增長趨勢，使得整個系統的信噪比迅速降低。在進行微弱光信號檢測時，若所加偏壓自身噪聲較大，將直接影響到有用信號的提取，甚至可能將有用信號完全湮沒。綜合SPD的特性曲線和實驗結果，一般將偏置電壓設定在24 V。
圖2 偏置電壓與暗電流關系
2 偏置電路設計
2.1 升壓芯片確定
通常，便攜式儀器配用的電源電壓為較低，無法滿足SPD偏置電壓電平24 V的要求，須進行升壓處理。目前，主要選用APD（雪崩光電二極管）專用升壓芯片（如：MAX5026，MAX1932等）構成SPD的偏置電路，但成本相對較高，且這類芯片升壓幅度遠超過SPD的需要，造成了一定的浪費。因此，設計一款低成本的SPD專用偏置電路是非常有必要的。
本文選用的TPS61040升壓芯片是一款由德州儀器公司生產的電感式DC/DC升壓轉換器，其主要特點是價格低、功耗低、轉換效率高。該芯片采用脈沖頻率調制（FPM）模式，開關頻率高達1 MHz；輸入電壓范圍為1.8～6 V，可選用的供電電源較為豐富，適用性強；最高輸出電壓可達28 V，可滿足絕大部分SPD的偏壓電平要求。
2.2 TPS61040工作原理
TPS61040的內部功能結構如圖3所示，其脈沖頻率調制模式（PFM）工作原理如下：轉換器通過FB腳檢測輸出電壓，當反饋電壓降到參考電壓1.233 V以下時，啟動內部開關，使電感電流增大，并開始儲能；當流過外部電感的電流達到內部設定的電流峰值400 mA或者開關啟動時間超過6 μs時，內部開關自動關閉，電感所儲能量開始釋放；反饋電壓低于1.233 V或內部開關關閉時間超過400 ns，開關再次啟動，電流增大。通過PFM峰值電流控制的調配，轉換器工作在不間斷導通模式，開關頻率取決于輸出電流大小。這種方式使得轉換器具有85%的轉換效率。芯片內部集成的MOSFET開關，可使輸出端SW與輸入端隔離。在關斷過程中輸入電壓與輸出電壓間無聯接，可將關斷電流減小到0.1 μA量級，從而大大降低了功率。
圖3 TPS61040的功能模塊
2.3 升壓電路設計
本文設計（圖4所示）采用5 V電池作為電源，輸出電壓+24.5 V。根據TPS61040的數據手冊可知反饋電平決定了輸出電壓的值，反饋電平又與分壓電阻直接相關，輸出電壓[Vout]可按如下公式計算：
[Vout=1.233*（1+RTRB）]
式中：[RT]和[RB]分別為上下分壓電阻，在電池供電的情況下，二者的最大阻值分別為2.2 MΩ與200 kΩ。在選擇反饋電阻時，應綜合考慮阻值與反饋電平的關系，較小的阻值有利于減小反饋電平的噪聲，本文中[RT]和[RB]分別選用阻值1 MΩ與51 kΩ的電阻，根據上式可得輸出的電壓電平為24.5 V。為減小輸出電壓的紋波，可在[RT]上并聯一補償電容。三極管[Q1]用于隔離負載與輸入電源。
圖4 升壓轉換器原理圖
2.4 濾波電路設計
根據PFM模式的工作原理可知，流過儲能電感的電流呈現周期性的變化，從而將其內貯存的磁能轉化為電能輸出，造成了偏置電路的輸出電平也呈周期性變化，波形近似為三角波，如圖5所示。這使得升壓轉換器輸出的電壓不能直接用于的SPD偏置。
要得到理想的偏置電壓，必須對其進行處理。本文采用電子濾波器來完成偏壓的濾波，電路原理如圖6所示。根據電子濾波器有放大電容的作用，可以用容量和體積均較小的電容來實現超大電容的功能，基本設計如圖6所示。通過濾波處理后，成功將偏置電壓的紋波控制在2 mV以內（見圖7），且整個偏壓電路體積較小，而且成本較低。
圖5 升壓轉換器輸出電壓波形
圖6 偏壓濾波原理圖
圖7 濾波后的偏壓
3 應用實例
本文選用的SPD為濱淞公司S3590?08型大面積硅PIN光電二極管，可用于閃爍探測器中光電轉換功能，選用的閃爍體為一塊體積Φ30 mm×25 mm的圓柱形NaI（Tl）晶體，通過一塊聚光光錐將NaI（Tl）晶體發出微弱光線匯集到S3590?08的受光面進行探測，并采用本文設計的升壓電路為S3590?08提供偏壓；選用的放射源核素為Cs?137。SPD輸出信號經過前置放大器（原理如圖8所示）處理后，輸出信號的波形如圖9所示，可見本文設計的偏置電路基本達到輻射信號檢測的需要。
圖8 前放原理圖
圖9 加有偏壓核脈沖信號波形
4 結 論
本實驗表明，基于TPS61040升壓轉換器的升壓電路是可以用作對偏壓要求較高的SPD的偏置電源，與采用APD專用偏壓芯片構成的同類電路相比，成本更低，且電路結構簡單、功耗較低、體積較小，具有一定的實際運用價值。
參考文獻
[1] 尼曼（美）.半導體物理與器件[M].3版.北京：電子工業出版社，2005.
[2] 凌球，郭蘭英.核輻射探測[M].北京：原子能出版社，1992.
[3] 侯振義.直流開關電源技術及應用[M].北京：電子工業出版社，2006.
[4] 薛永毅.新型電源電路應用實例[M].北京：電子工業出版社，2001.
關鍵詞：MSP430 壓控電流源 模擬閉環控制 空載過壓保護
中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）10-0003-02
在現實的生活中，電源類產品在出廠前，必須經過性能測試，合格后才能投入市場。在以往，通常采用靜態負載，如電阻箱等可變阻值的電阻來模擬負載，但其測試精度低，方法不易操作，給電源的測試帶來了困難。為了解決這個問題，人們設計了一種電子負載設備，可以有效改良電源測試的方法。電子負載主要依靠電子元器件吸收并消耗電能，其體積較小，一般采用功率半導體器件作為載體，使得負載易于調節和控制，并能達到很高的精度和穩定性。本文在系統設計中采用TI公司的單片機MSP430，該單片機工作電流低，能有效降低功耗，具有16位數據的處理能力，且內置硬件乘法器，乘除法運算都為單周期指令，運行速度更快，片內集成資源豐富，為系統設計提供了可能。同時通過測量電路實時監控被測電源的相關數據，并通過LCD顯示屏，顯示測得的數據。本文設計簡單易行，系統運行穩定可靠。
1 系統設計的基本原理
1.1 系統設計方案
系統設計利用單片機MSP430作為核心控制器，以44矩陣鍵盤設定單片機輸出電流值，單片機將相應的數字信號輸出給D/A芯片處理，將鍵盤設定輸出的電流值從數字電壓信號轉換為模擬電壓信號，再經恒流控制和電流放大，將產生的信號接入被測電源的輸入端（電源的正極）。被測電源的實際輸出電流（電源的負極）再經過采樣電阻形成電壓信號經過A/D信號轉換和電壓檢測，將數字信號輸入單片機進行相應的程序處理，再經LCD液晶屏顯示。
在電路的設計過程中，為減少誤操作給系統硬件帶來的破壞，我們也設計了空載和過載報警電路。當系統中沒有接入被測電源或者檢測的電流值超出一定范圍，通過蜂鳴器報警和高亮LED的閃爍，引起使用者足夠的注意。以上功能設計的系統框圖如圖1所示。
1.2 系統硬件設計的實現
電路設計中，D/A轉換器我們采用的是8位的數模轉換芯片DAC0832，其引腳結構如圖2所示。
DAC0832內部含有兩級輸入寄存器，使其具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適用于多種電路設計需要。D/A轉換結果采用電流形式輸出，再通過選用合適的線性運算放大器實現模擬信號的放大，滿足相應的設計需要。同時運放的反饋電阻可通過Rfb引腳端引用片內固有電阻，也可以根據設計需要外接反饋電阻。該芯片的典型應用如圖3所示。
本文系統設計的控制芯片采用的是MSP430，反饋電阻采用的是外接電阻，經D/A轉換后輸出的電流連入集成運算放大器LM324的輸入端，進行模擬信號的放大，再經過反饋電路，將相應的模擬信號進行數據處理。而反饋電路運行的穩定性，直接影響著系統工作的精度，作者采用了如圖4的硬件設計方式實現反饋電路的功能。
受控電流源采用普通三極管SS8050和大功率三極管3DD15D相結合，通過控制流入大功率三極管3DD15D的基極偏置電壓，間接控制輸出到負載上的電流大小。在系統的設計調試過程中，我們采用15V電源和負載電阻來替代實際的被測電源，進行相關的參數研究。實際使用中，我們可以去除負載電阻，在15V電源和GND接線處連接被測電源。設計中，我們還需考慮到輸入到單片機的電壓是經過A/D變換的數字信號，這樣才可以實現與MSP430的接口連接，由核心控制器來進行數據的處理。由于MSP430內置A/D轉換器，可以完成模擬信號向數字信號的轉換，因此降低了系統硬件電路設計的復雜性，有利的節約了開發成本。
實現空載和過載報警電路的方法是測量負載兩端電壓，由于這兩點電壓比較高，因此需分壓后送A/D測量，分壓電阻取值需要較大，以減小對輸出電流的影響，當超過額定值時通過主控制器軟件程序判斷是空載或者過載，電路設計如圖5所示。
2 系統設計的軟件功能原理
在系統硬件設計的基礎上，作者完成了相應的軟件程序設計，其程序流程圖如圖6所示。
在整個硬件系統上電后，首先進行系統初始化，保證各硬件系統運行正常。空載或者過載部分的程序編寫可以有效減少因誤操作對系統的硬件造成的破壞，在這部分程序中，以容錯技術為主，包括：空載報警提示、負載電壓過大報警。當電流源沒有外接負載或者外接負載超過系統設計的參數極限時，產生相應中斷程序，調用聲光報警程序和液晶顯示程序，提示系統的操作者。
除此之外，程序流程圖中的按鍵掃描程序是重要組成部分，實現的相應功能的子程序較多，其中實現的按鍵功能有加1鍵，減1鍵，退格鍵，取消鍵，確定鍵，保存鍵和基本的數字功能鍵。鍵碼的分析中涉及到鍵盤掃描和編碼技術，其中鍵盤掃描的方式一般有三種：主動查詢方式、鍵盤中斷方式和定時中斷方式。鍵盤編碼的方式常見的有三種：特征編碼法、順序編碼法和反轉查表法。本次設計采用主動查詢方式對鍵盤進行掃描，采用反轉查表法對鍵盤編碼。
主程序示例。在主程序中，包括基本的頭文件和主函數，由于整體程序的復雜性，在本文中我們針對主要的功能函數進行簡單說明
3 結語
該簡易直流電子負載電流可以在100mA～1000mA范圍內進行設定，并且以10mA的步進值，對輸出電流大小進行微調，因而可實際應用于檢測小功率恒流源的穩定性。在恒流（CC）工作模式下，當電子負載兩端電壓變化10V時，顯示電流值變化小于1%。電子負載還可以檢測被測電源的電壓與電流，達到設計要求。
作者在接下來的系統研究中，將進一步通過提升硬件性能，改善硬件設計的合理性，提升軟件程序的運行效率，提高電流的輸出精度，達到更穩定的測試性能。
參考文獻
[1] 蔣益飛，周杏鵬.基于 STM32 直流電子負載的設計與實現[J]，儀器儀表用戶，2012.03/
[2] 童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2001，248-291.
關鍵詞：單片機 控制電路 步進電機 驅動模塊
中圖分類號：TP23 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0019-02
1 前言
近年來，步進電機在多個領域得到了開發和應用，并取得了良好的使用效果。步進電機是一種常見的執行元件無論是結構還是操作方法，都比較簡單，其性能也與工業生產控制要求相適應，在工業技術中對其進行應用，已是一種既定的趨勢。步進電動機以其顯著的特點，在數字化制造時揮著重大的用途。與此同時步進電機調控也發生了相應的升級和轉變，本文對單片機和步進電機進行同步應用，以控制軟、硬件，不斷提高步進電機工作效率。
2 單片機的應用意義及原則
2.1 單片機的應用意義
單片機與步進電機進行同步應用，既能夠滿足工業生產要求，又是步進電機電路設計過程中的基本訴求。單片機的性質是集成電路芯片，以具體技術為依托，對中央處理器、隨機存儲器、只讀存儲器、中斷系統和定時器等子系統功能進行實現。它能夠對數據信息進行收集、分析和處理，在步進電機控制系統中極具應用優勢，達到良好的應用效果。
首先，提高步進電機性能。依據實際情況，對反應式、永磁式和混合式等步進電機類型進行合理選擇，充分發揮它的設計功能，適應社會需要。如果對該三種反應原理進行單一應用，步進機將喪失其整體性能，也會對步進電機的工作質量產生不同程度的影響，使它的應用效果大打折扣。單片機能夠依據步進電機的工作環境、運動特性、控制性能和實際功用等，對它進行局部性的優化和升級，以補強步進電機控制系統整體，實現步進電機結構層面上的一體化，充分發揮它的使用性能，為工業生產提供物質及技術支持。
其次，降低步進電機維護及保養成本，節省資金。步進電機的材質一般比較昂貴。接收電信號脈沖之后，長期工作周期背景下，運動軌跡會發生明顯變動。對步進電機的使用效果和結構產生直接性影響，產生裂紋或在記錄過程中出現失誤，使步進電機維護更加困難。在實際應用中需要在特定周期內，對步進電機進行維護和保養，確保其具備良好的應用效果及安全性。單片機能夠從結構和功能上對步進電機進行協調，使電機不再受局部區域干擾，避免出現運動差錯，對步進電機的維護和保養成本進行有效控制，實現資源節約。
2.2 單片機在步進電機電路中的實用性原則
設計單片機步進電機控制系統的時候，需要考慮資金要素，要依實際情況，對設計成本進行有效控制，減少不必要的資金浪費，使單片機在步進電機電路中得到充分應用。
3 步進電機概述
3.1 步進電機發展
步進電機別名階躍電動機或脈沖電動機，它能夠對脈沖信號進行轉換，使其成為角位移或直線位移電機，也使它的分析過程更加便利。該種步進電機發展較早，無論是位移量與脈沖數，還是位移速度與脈沖頻率都呈現正相關。
步進電機的最初研發時間是上世紀二十年代，距今已有很長年限。上世紀五十年代，人們開始在步進電機上對晶體管技術進行應用，實現了對步進電機的數字化控制，使其控制過程更加快捷便利。此后，研究人員再次對步進電機性能進行升級和改善，使其具備分解性、響應性、精度性和可依賴性等多方面優勢。加之，微電子技術和計算機技術的發展，自動化控制系統中開始對步進電機進行頻繁應用，使其逐漸成為機電一體化中的重要執行元素。步進電機的優勢非常明顯，它既能夠提升工作效率，實現自動化，也能夠使位置控制更加快捷、準確，不斷提高生產效率，實現經濟效益最大化[1]。
步進電機廣泛應用在生產實踐的各個領域。它最大的應用是在數控機床的制造中，因為步進電機不需要A/D轉換，能夠直接將數字脈沖信號轉化成為角位移，所以被認為是理想的數控機床的執行元件。早期的步進電機輸出轉矩比較小，無法滿足需要，在使用中和液壓扭矩放大器一同組成液壓脈沖馬達。隨著步進電動機技術的發展，步進電動機已經能夠單獨在系統上進行使用，成為了不可替代的執行元件。比如步進電動機用作數控銑床進給伺服機構的驅動電動機，在這個應用中，步進電動機可以同時完成兩個工作，其一是傳遞轉矩，其二是傳遞信息。步進電機也可以作為數控蝸桿砂輪磨邊機同步系統的驅動電動機。除了在數控機床上的應用，步進電機也可以并用在其他的機械上，比如作為自動送料機中的馬達，作為通用的軟盤驅動器的馬達，也可以應用在打印機和繪圖儀中等等。
3.2 步進電機的工作原理
定子和轉子是步進電機的主要元件。正常工作狀態下，如果有電流經過，定子繞組會產生一個矢量磁場，繼而對轉子產生帶動，使其在具體作用下旋轉，轉子和定子的磁極磁場方向會發生偏差，形成相應的角度。步進電機主要對通過定子繞組的電流進行支配，實現轉子旋轉角度控制。一旦輸入脈沖信號，轉子即發生偏轉，即步距角。完成脈沖信號給出規律設定之后，電流的通過將會更具規律性，而轉子也會有規律的進行持續轉動，對電機進行帶動，使步進電機實現工作。如圖1所示，步進電機結構。
傳統電動機的轉動具有持續性特征，控制難度相對較大。當前的步進電動的驅動方式是數字信號，能夠依據實際情況，對它的定位和運轉等使用狀態進行有效調節。我們對輸入脈沖的電機繞組通電順序、頻率和數量等進行合理調整，對步進電機接受脈沖信號而旋轉指定的角度進行科學合理的指揮，使其滿足最初訴求。如今，步進電機的正常運行得益于脈沖信號。如果沒有輸入脈沖信號，步進電機將處于定位狀態。單片機能夠對步進電機這一特性進行有效控制。對單片機和步進電機進行同步應用，有助于提高其生產效率。傳統電動機的主要功用是能量轉換，而步進電機則作為電路控制元件存在，極具精確性，對人們日常生產和生活具有正向性影響。
4 基于單片機控制步進電機電路的設計
步進電機可以以硬件系統實現控制。但是，基于市場因素考慮，硬件系統不具備經濟性，而它的各項功能也不具備適用性。一旦發生設計變更，則需要對硬件電路進行整體性修改，加大了工作負擔，很難實現便利性。單片機具備可直接編程優勢，能夠對運算功能進行有效執行，在具體應用過程中，可對步進電機進行適應性控制，對具體的轉向、步數和速度等進行合理調節。借助軟件的更改，能夠滿足不同設計訴求。設計人員對顯示電路和鍵盤電路進行有效結合，能夠進行人機交換，最大程度降低外部干擾，使其更加可靠、高效。
4.1 系統硬件設計
4.1.1 單片機最小系統
電路設計中離不開單片機最小系統設計，它是步進電機電路的起始部分。主要功能是生成步進電機轉動需要的脈沖，并對其加以控制。我們可以借助單片機的軟件編程功能，對步進電機所需要的信號進行輸出，使單片機輸出脈沖數與步進電機旋轉角度呈現正相關，單片機輸出脈沖頻率與步進電機轉動速度也呈現正相關。同時，單片機也能夠對電流值進行有效處理，并借助數碼管明確顯示電機的轉速和方向。
單片機的主要模塊有復位電路和晶體振蕩電路。如圖2所示，單片機最小系統線路圖。
P0口主要對數碼管顯示情況進行控制，使其顯示結果更加明確，且極具準確度；P1口著重控制步進電機中單片機的編程，使芯片處于良好的讀寫狀態；P2口作為數碼管位選，對公共端工作進行有效控制。同時，它也能夠對掃描電路鍵盤工作情況進行合理控制。P3口著力于模數轉化成芯片的工作控制[2]。
4.1.2 數碼管顯示電路
數碼管顯示模塊的主要顯示內容有步進電機選擇速度、旋轉方向、步進電機電流通過情況。該設計中，借助數碼管對設計進行顯示，直接點亮數碼管，實現位選部分，對單片機控制端的地輸出電壓問題進行有效控制。因而，需要將輔助三極管添加到位選和單片機控制端。
4.1.3 串口通信模塊
串口通信模塊的應用原理是對計算機和單片機進行連接，實現二者之間的信息交互和流通。它的應用原理是借助計算機對程序進行編程，然后對程序進行復制，在單片機芯片中對其進行應用。
4.1.4 電機驅動模塊
步進電機的信號功率比較小，很難對電機進行驅動，使其運行。因此要添加電機驅動模塊，使步進電機信功率不斷放大。集成的驅動芯片價格比較低，控制難度相對較小，可以將其作為核心元件應用到電機驅動電路設計中。
如圖3所示，該電機驅動電路中，電機驅動核心由驅動芯片L298和其周圍的電路組成，L298N的管腳IN1，IN2，IN3，IN4和ENA，ENB與單片機的I/O端口P1口的六個管腳依次連接相連，接收脈沖信號。L298N的OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機的一相。其中IN1，IN2，IN3，IN4管腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉。ENA，ENB控制使能端，控制電機的停轉。而控制步進電機的運行速度只要控制系統發出時鐘脈沖的頻率或換相的周期，即在升速過程中，使脈沖的輸出頻率逐漸增加；在減速過程中，使脈沖的輸出頻率逐漸減少。該種連接模式和驅動芯片與單片機和步進電機之間的串聯模式相符合，使電路控制和操作更加簡單和便利。
4.1.5 獨立按鍵電路
內部電路中的按鍵是獨立的，在單片機端口上對其進行連接。將其作為外部性按鍵，使內部各項模塊具有較好的中斷功能，以對步進電機旋轉方向進行科學合理的選擇，并對它的速度進行科學調控，使其電流呈現良好的現實狀態，對步進電機進行合理控制。它屬于步進電機電路設計中的輔裝置，具有不可或缺的重要作用。
4.2 系統軟件設計
軟件系統主要為硬件系統電路設計提供依托和支持。依據單片機本身的性質和特點，對系統軟件進行合理編程和讀寫，以充分體現出設計功能，并對其進行合理更改，實現電路控制。系統軟件設計與硬件系統電路設計具有緊密相關性。軟、硬件中的任一設計模塊都直接關乎最終設計效果和步進電機電路的整體運行狀態。因而，需對系統軟件設計進行合理把控，以提升其整體性能。
4.2.1 紅外線編碼
遙控器編碼形式是32位二進制碼組，前16位是用戶識別碼，能夠對不同的電器設備進行有效區分，避免不同機種遙控編碼相互干擾。該芯片用戶識別碼固定高8位地址和低8位地址分別為OBFH和40H，后16位則是8位操作碼和它的反碼。單片機接收紅外線之后，可按以下方式開展解碼工作：中斷信號產生-EA清零-延時短-等待高電平-延時不足4.5ms-再次等待高電平-延時0.84ms-P3.2腳電平值讀取，對32位代碼進行依次讀取，前16位是識別碼，后18位中，數據碼和數據反碼均為8位[3]。
4.2.2 步進電機程序
步進電機程序設計的基本訴求是對旋轉方向進行判斷，再依據正確的順序，將其傳送給控制脈沖，繼而對所需控制步數進行判定，觀察其具體傳動情況，直至將要求控制步數傳送完畢。分別將步進電機和單片機作為具體執行元件和控制器，并將檢測元件定義為光敏電阻傳感元件背景下的傳感器。而手動輸入信號則是手動按鈕，以紅外遙控裝置開展遙控操作，對時鐘控制和狀態顯示的步進電機控制系統進行綜合限定輔助，使步進電機的手動、自動和遙控多功能操作更加便利，保障其可靠性。
5 程序原理分析
5.1 程序設計思路
依據電路設計，單片機的輸入和輸出分別為P1口的前6個管腳和P1口的后2個管腳及P2口的前4個管腳。首先，主程序部分向驅動電路輸出4路高電平，停轉電機。繼而對定時器T0的具體工作模式和允許中斷位置高電平進行合理設置，將“停轉”狀態顯示點亮，然后進行按鍵掃描，按下按鍵之后，實現程序段跳轉。如果沒有按下按鍵，即會回歸到程序的初始部分。正轉部分需對正轉狀態指示進行點亮，然后執行起始脈沖輸出，繼而對按鍵進行掃描，并對不同狀態下的執行情況進行合理判斷，調配到定時器T0賦初始值子程序，對累加器A中的數值進行累加。幾經循環，使步進電機處于正轉狀態。反轉部分的設計過程亦是如此。加速和減速中，對定時時間進行改變，即可實現定時器定時初始值更改。
5.2 設定定時器計數初始值
程序設計中對定時器T0的定時中斷進行選用，以實現步進電機細部性時間控制。對T0的定時時間進行更改，即可改變步進電機轉速。假定步進電機的步距角為7.5°，轉一圈耗費的脈沖數量為48。將轉速假設為N（r/min），而每一分鐘脈沖數據輸送數量為48N，每送一個脈沖信號需要花費的時間為s。
定時器T0的技術初值為。將步進電機最低轉速假定為20r/min，最高轉速為100r/min，速度級的界定為5r，共17級。
6 結語
步進電機在應用層面極具優越性，在工業設備中已經得到了廣泛應用，有助于提高生產質量及效率。我們要結合具體操作背景，對單片機的優越性進行重點分析，在步進電機電路控制系統中對它進行全面應用，使步進電機工作性能得到充分提升。伴隨著不同的數字化技術的發展以及步進電機本身技術的提高，步進電機將會在更多的領域得到應用。
參考文獻
[1]洪新華，陳建鋒，等.基于單片機的步進電機控制系統的設計[J].湛江師范學院學報，2010，（06）：84-87.
[2]令朝霞.基于單片機的遙控步進電機控制的設計[J].自動化技術與應用，2012，（04）：78-80+91.
[3]劉建南.基于單片機的步進電機控制系統的設計研究[J].科技廣場，2016，（03）：61-63.