轉(zhuǎn)是轉(zhuǎn)了，但是不是感覺有點不太對勁呢？太慢了？別急，咱們繼續(xù)。根據(jù)本章開頭講解的原理，八拍模式時，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過一圈是需要64個節(jié)拍，而我們程序中是每個節(jié)拍持續(xù) 2 ms，那么轉(zhuǎn)一圈就應(yīng)該是 128 ms，即1秒鐘轉(zhuǎn)7圈多，可怎么看上去它好像是7秒多才轉(zhuǎn)了一圈呢？

那么，是時候來了解“永磁式減速步進(jìn)電機(jī)”中這個“減速”的概念了。圖9-7是這個 28BYJ-48 步進(jìn)電機(jī)的拆解圖，從圖中可以看到，位于最中心的那個白色小齒輪才是步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出，64個節(jié)拍只是讓這個小齒輪轉(zhuǎn)了一圈，然后它帶動那個淺藍(lán)色的大齒輪，這就是一級減速。大家看一下右上方的白色齒輪的結(jié)構(gòu)，除電機(jī)轉(zhuǎn)子和最終輸出軸外的3個傳動齒輪都是這樣的結(jié)構(gòu)，由一層多齒和一層少齒構(gòu)成，而每一個齒輪都用自己的少齒層去驅(qū)動下一個齒輪的多齒層，這樣每2個齒輪都構(gòu)成一級減速，一共就有了4級減速，那么總的減速比是多少呢？即轉(zhuǎn)子要轉(zhuǎn)多少圈最終輸出軸才轉(zhuǎn)一圈呢？

http://wiki.jikexueyuan.com/project/mcu-tutorial-two/images/31.png" alt="" />

圖9-7 步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部齒輪示意圖

回頭看一下電機(jī)參數(shù)表中的減速比這個參數(shù)吧——1:64，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)64圈，最終輸出軸才會轉(zhuǎn)一圈，也就是需要6464=4096個節(jié)拍輸出軸才轉(zhuǎn)過一圈，2 ms4096=8192 ms，8秒多才轉(zhuǎn)一圈呢，是不是跟剛才的實驗結(jié)果正好吻合了？4096個節(jié)拍轉(zhuǎn)動一圈，那么一個節(jié)拍轉(zhuǎn)動的角度——步進(jìn)角度就是360/4096，看一下表中的步進(jìn)角度參數(shù)5.625/64，算一下就知道這兩個值是相等的，一切都已吻合了。

關(guān)于基本的控制原理本該到這里就全部結(jié)束了，但是，我們希望大家都能培養(yǎng)一種“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的思維方式！回想一下，步進(jìn)電機(jī)最大的特點是什么？精確控制轉(zhuǎn)動量！那么我們是不是應(yīng)該檢驗一下它到底是不是能精確呢？精確到什么程度呢？怎么來檢驗?zāi)?？讓它轉(zhuǎn)過90度，然后量一下準(zhǔn)不準(zhǔn)？也行，但是如果它只差了1度甚至不到1度，你能準(zhǔn)確測量出來嗎？在沒有精密儀器的情況很難。我們還是讓它多轉(zhuǎn)幾個整圈，看看它最后停下的位置還是不是原來的位置。對應(yīng)的，我們把程序修改一下，以方便控制電機(jī)轉(zhuǎn)過任意的圈數(shù)。

#include <reg52.h>
void TurnMotor(unsigned long angle);
void main(){
    TurnMotor(360*25);  //360度*25，即25圈
    while (1);
}
/* 軟件延時函數(shù)，延時約 2 ms */
void delay(){
    unsigned int i = 200;
    while (i--);
}
/* 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動函數(shù)，angle-需轉(zhuǎn)過的角度 */
void TurnMotor(unsigned long angle){
    unsigned char tmp;  //臨時變量
    unsigned char index = 0;  //節(jié)拍輸出索引
    unsigned long beats = 0;  //所需節(jié)拍總數(shù)
    //步進(jìn)電機(jī)節(jié)拍對應(yīng)的 IO 控制代碼
    unsigned char code BeatCode[8] = {
        0xE, 0xC, 0xD, 0x9, 0xB, 0x3, 0x7, 0x6
    };
    //計算需要的節(jié)拍總數(shù)，4096拍對應(yīng)一圈
    beats = (angle*4096) / 360;
    //判斷 beats 不為0時執(zhí)行循環(huán)，然后自減1
    while (beats--){
        tmp = P1;  //用 tmp 把 P1 口當(dāng)前值暫存
        tmp = tmp & 0xF0;  //用&操作清零低4位
        tmp = tmp | BeatCode[index]; //用|操作把節(jié)拍代碼寫到低4位
        P1 = tmp;  //把低4位的節(jié)拍代碼和高4位的原值送回 P1
        index++;  //節(jié)拍輸出索引遞增
        index = index & 0x07;  //用&操作實現(xiàn)到8歸零
        delay();  //延時 2 ms，即 2 ms 執(zhí)行一拍
    }
    P1 = P1 | 0x0F; //關(guān)閉電機(jī)所有的相
}

上述程序中，我們先編寫了一個控制電機(jī)轉(zhuǎn)過指定角度的函數(shù)，這個角度值由函數(shù)的形式參數(shù)給出，然后在主函數(shù)中就可以方便的通過更改調(diào)用時的實際參數(shù)來控制電機(jī)轉(zhuǎn)過任意的角度了。我們用了36025，也就是25圈，當(dāng)然你也可以隨意改為其它的值，看看是什么結(jié)果。我們的程序會執(zhí)行258=200秒的時間，先記下輸出軸的初始位置，然后上電并耐心等它執(zhí)行完畢，看一下，是不是??有誤差？怎么回事，哪兒出問題了，不是說能精確控制轉(zhuǎn)動量嗎？

這個問題其實是出在了減速比上，再來看一下，廠家給出的減速比是1:64，不管是哪個廠家生產(chǎn)的電機(jī)，只要型號是 28BYJ-48，其標(biāo)稱的減速比就都是1:64。但實際上呢？經(jīng)過我們的拆解計算發(fā)現(xiàn)：真實準(zhǔn)確的減速比并不是這個值1:64，而是1:63.684！得出這個數(shù)據(jù)的方法也很簡單，實際數(shù)一下每個齒輪的齒數(shù)，然后將各級減速比相乘，就可以得出結(jié)果了，實測的減速比為(32/9)(22/11)(26/9)(31/10)≈63.684，從而得出實際誤差為0.0049，即約為百分之0.5，轉(zhuǎn)100圈就會差出半圈，那么我們剛才轉(zhuǎn)了25圈，是不是就差了八分之一圈了，也就是45度，看一下剛才的誤差是45度吧。那么按照1:63.684 的實際減速比，可以得出轉(zhuǎn)過一圈所需要節(jié)拍數(shù)是6463.684≈4076。那么就把上面程序中電機(jī)驅(qū)動函數(shù)里的4096改成4076再試一下吧。是不是看不出絲毫的誤差了？但實際上誤差還是存在的，因為上面的計算結(jié)果都是約等得出的，實際誤差大約是0.000056，即萬分之0.56，轉(zhuǎn)一萬圈才會差出半圈，已經(jīng)可以忽略不計了。

那么廠家的參數(shù)為什么會有誤差呢？難道廠家不知道嗎？要解釋這個問題，我們得回到實際應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)最通常的目的是控制目標(biāo)轉(zhuǎn)過一定的角度，通常都是在360度以內(nèi)的，而這個 28BYJ-48 最初的設(shè)計目的是用來控制空調(diào)的扇葉的，扇葉的活動范圍是不會超過180度的，所以在這種應(yīng)用場合下，廠商給出一個近似的整數(shù)減速比1:64已經(jīng)足夠精確了，這也是合情合理的。然而，正如我們的程序那樣，我們不一定是要用它來驅(qū)動空調(diào)扇葉，我們可以讓它轉(zhuǎn)動很多圈來干別的，這個時候就需要更為精確的數(shù)據(jù)了，這也是我們希望同學(xué)們都能了解并掌握的，就是說我們要能自己“設(shè)計”系統(tǒng)并解決其中發(fā)現(xiàn)的問題，而不要被所謂的“現(xiàn)成的方案”限制住思路。