轉是轉了，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，步進電機轉過一圈是需要64個節(jié)拍，而我們程序中是每個節(jié)拍持續(xù) 2 ms，那么轉一圈就應該是 128 ms，即1秒鐘轉7圈多，可怎么看上去它好像是7秒多才轉了一圈呢？
那么，是時候來了解“永磁式減速步進電機”中這個“減速”的概念了。圖9-7是這個 28BYJ-48 步進電機的拆解圖，從圖中可以看到，位于最中心的那個白色小齒輪才是步進電機的轉子輸出，64個節(jié)拍只是讓這個小齒輪轉了一圈，然后它帶動那個淺藍色的大齒輪，這就是一級減速。大家看一下右上方的白色齒輪的結構，除電機轉子和最終輸出軸外的3個傳動齒輪都是這樣的結構，由一層多齒和一層少齒構成，而每一個齒輪都用自己的少齒層去驅動下一個齒輪的多齒層，這樣每2個齒輪都構成一級減速，一共就有了4級減速，那么總的減速比是多少呢？即轉子要轉多少圈最終輸出軸才轉一圈呢？
圖9-7 步進電機內部齒輪示意圖
回頭看一下電機參數(shù)表中的減速比這個參數(shù)吧——1:64，轉子轉64圈，最終輸出軸才會轉一圈，也就是需要6464=4096個節(jié)拍輸出軸才轉過一圈，2 ms4096=8192 ms，8秒多才轉一圈呢，是不是跟剛才的實驗結果正好吻合了？4096個節(jié)拍轉動一圈，那么一個節(jié)拍轉動的角度——步進角度就是360/4096，看一下表中的步進角度參數(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。
關于基本的控制原理本該到這里就全部結束了，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準”的思維方式！回想一下，步進電機最大的特點是什么？精確控制轉動量！那么我們是不是應該檢驗一下它到底是不是能精確呢？精確到什么程度呢？怎么來檢驗呢？讓它轉過90度，然后量一下準不準？也行，但是如果它只差了1度甚至不到1度，你能準確測量出來嗎？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。對應的，我們把程序修改一下，以方便控制電機轉過任意的圈數(shù)。
#includevoidTurnMotor(unsignedlongangle);voidmain(){TurnMotor(360*25);//360度*25，即25圈while(1);}/*軟件延時函數(shù)，延時約2ms*/voiddelay(){unsignedinti=200;while(i--);}/*步進電機轉動函數(shù)，angle-需轉過的角度*/voidTurnMotor(unsignedlongangle){unsignedchartmp;//臨時變量unsignedcharindex=0;//節(jié)拍輸出索引unsignedlongbeats=0;//所需節(jié)拍總數(shù)//步進電機節(jié)拍對應的IO控制代碼unsignedcharcodeBeatCode[8]={0xE,0xC,0xD,0x9,0xB,0x3,0x7,0x6};//計算需要的節(jié)拍總數(shù)，4096拍對應一圈beats=(angle*4096)/360;//判斷beats不為0時執(zhí)行循環(huán)，然后自減1while(beats--){tmp=P1;//用tmp把P1口當前值暫存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P1index++;//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2ms，即2ms執(zhí)行一拍}P1=P1|0x0F;//關閉電機所有的相}
上述程序中，我們先編寫了一個控制電機轉過指定角度的函數(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用時的實際參數(shù)來控制電機轉過任意的角度了。我們用了36025，也就是25圈，當然你也可以隨意改為其它的值，看看是什么結果。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，只要型號是 28BYJ-48，其標稱的減速比就都是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100圈就會差出半圈，那么我們剛才轉了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驅動函數(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，因為上面的計算結果都是約等得出的，實際誤差大約是0.000056，即萬分之0.56，轉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，我們得回到實際應用中，步進電機最通常的目的是控制目標轉過一定的角度，通常都是在360度以內的，而這個 28BYJ-48 最初的設計目的是用來控制空調的扇葉的，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動空調扇葉，我們可以讓它轉動很多圈來干別的，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們都能了解并掌握的，就是說我們要能自己“設計”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。
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