步进电机(Step motor)是将电脉冲信号转变为角位移e(或线位移S)的开环操控元件，是数字操控体系的一种履行元件。作业原理是树立在被励磁的定子电磁铁招引可选转的衔铁发生转矩而旋转，即靠磁铁引力作用把电磁能转化成机械角位移。在非超载的情况下，电机的转速、中止的方位只取决于脉冲信号的频率
和脉冲数，而不受负载改动的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。脉冲的个数决议了转角的巨细，而脉冲的频率决议了电机的转速。这一线性联系的存在，加上步进电机只要周期性的差错而无累积差错等特色。使得在速度、方位等操控范畴用步进电机来操控变的十分的简略。一般步进电机可分为二相、三相、四相和六相。
本体系步进电机选用深圳伟力驱动有限公司的VID29系列二相轿车外表步进电机。 vID29-XX/VID29~xXp外表步进电机是一种精细的步进电机，内置减速比180/1的齿轮系，首要应用于车辆的外表指示盘，也能够用于其他仪器外表设备中，将数字信号直接精确地转为模仿的显现输出。VID29步进电机需求两路逻辑脉冲信号驱动，其特色如下:
能够作业于3.5V一10V的脉冲下;
输出轴的步距角最小能够到达1/120，最大角速度6000/s，输出转角滚动规模为3150。可用分步形式或微步形式驱动。
选用进口优质特种资料和轿车级特别工程塑料，一起统筹防火等安全功用;
选用具有最低噪声和超低冲突作用的特别齿形，确保了马达的长时刻作业寿数和功用。
步进电机的分步驱动操控形式:VID29步进电机是经三级齿轮减速滚动输出的，驱动要求是用规范的SV逻辑电路电压，能够以分步驱动形式直接驱动马达，电流需求为20mA。在分步形式下，每个脉冲能够驱动马达转子滚动600(即输出轴滚动1/3度)。电机滚动的方向取决于施加在电机左右线圈上的周期性脉冲序列的相位差。如下图所示，左线圈电压UL相位超前于右线圈电压UR时(相位差为/3)，VID29一XX系列的电机输出轴将顺时针旋转，VID29一XXP系列的电机输出轴将逆时针旋转。
分步驱动形式脉冲序列如图4一14所示:
微步驱动形式(细分驱动)脉冲序列如图4-15所示:
它的转速n(或线速度v)与脉冲频率f成正比。步距角越小，指针滚动视点越小，外表显现的精度越高。步距角与脉冲频率的联系可用以下联系式来核算:
φ=180*f/(I*S)
式中φ:步进电机的步距角
f:脉冲频率
I:电机齿轮减速比
S:驱动形式散布数(分步/微步)
步进电机的方位和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应联系，而方向由导电次序决议。
因为H128内部集成了6个步进电机驱动模块，所以无需扩展电路即可完结步进电机与H128硬件接口电路的衔接。经过散布驱动形式，每个脉冲可驱动步进电机滚动1/3度，满意轿车外表的精度要求(如需更高精度，可经过扩展微步驱动芯片，使步进电机每个步为1八2度)。步进电机与H128的硬件衔接如图4一16:
图中PUO一PU7，PVO一PV7，PWO一PW7直接与H128的输出引脚衔接。因为各步进电机直接由H128驱动，所以能够经过修正程序数据输出接口办法改动步进电机安置。
4.8 复位电路及E2PROM规划
单片机体系一般是在一个特定的客观环境下为完结或完结某种功用而规划的，因而体系处于作业状况时，势必会遭到各种外界搅扰要素的影响。这种外界搅扰要素会导致体系内部数据犯错，甚至会严重影响程序的运转，使单片机遭到搅扰失控导致导致程序跑飞或堕入死循环，经过采纳必定的软硬件办法使程序脱离死循环或从头运转。
本体系采纳了外扩芯片完结的硬件办法，选取xlc0R公司的x5045[sll。集成了看门狗守时器、EZPROM数据存储器、和电源监测为一体，选用SPI的办法与MCU相连，用于低电压复位信号的单片机(H128为低电压复位)。因其体积小、占用UO口少等长处已被广泛应用于工业操控、仪器外表等范畴 。
CS:芯片挑选输入端，当CS为低电平时芯片处于作业状况
50:串行数据输出端，在串行时钟的下降沿，数据经过50端移位输出
Sl:串行数据输入端，数据在串行时钟的上升沿锁存
SCK:串行时钟，，为数据读/写供给串行总线守时
WP:写保护输入端，当WP为低电平时，向X5045的写操作被制止，但器材的其他功用正常。
RESET:复位信号输出端。
x5045除了wTD(看门狗)功用外，另一个重要的基本功用便是作为EZPROM数据存储器运用，内部包括 512xs的串行EZPROM，以确保体系在掉电后仍可保持重要数据不变。x5045与H128选用SPI总线接口衔接办法，程序，取得精确的脉冲累计计数，并将此值传送给X5045存储。X5045是抱负的主动储存非易失性SRAM，内部含有EEPROM，存储容量256bit，能够在失掉vCc的时分主动履行存储操作 (SRAM—EEPRoM)，十分合适对路程的累计记载。芯片内部包括一个指令移位寄存器，该寄存器能够经过SPI来访问。X5045与H128衔接的电路如图4一18所示:
其间PKO一PK3、RESET别离与H128上相应的管脚相连。
4.9 其他外围器材电路规划
4.9.1 晶振电路
本体系所用的晶振为SMHZ，别离对应接到H128单片机的引脚XTAL和EXTAL上，然后使用其内部压控振荡器和锁相环（PLL）把这个频率提高到25MHZ，作为单片机作业的内部总线时钟。
4.9.2 外表背光调理电路
外表背光在轿车发动后常亮，驾驶员可依据各环境下外部光线的明暗度对轿车外表的背光进行调理，以到达最合适的感官作用。外表背光电路经过调理电位器改动电阻值，然后改动电流的巨细，MCU依据接遭到的信号的值来改动PWM脉宽占空比的输出，然后改动背光的明暗度1401.调理电路图如图4一19：
其间开关SWI为一可调电阻，经过改动电阻的巨细操控电流，输出到H128的A/D转化接口RAD07，MCU依据周D转化后的数据调整PWMI的输出占空比，输出接口CONV得到的模仿量和占空比有关，如占空比为1：1，则得到的电压值就为Vmax的1/2，即2.5v.占空比的改动使得输出电压改动，然后使外表背光显现的亮度改动131].输出背光调理电路如图4一20：
其程序流程图比较简略，直接在此进行了剖析，如图4一21所示：
4.9.3 状况指示灯电路在轿车外表的电路
规划中，一般依据外围电子元件的安置选用正控（开关操控正极电路）和负控（开关操控负极电路）相结合的办法来操控各种状况指示灯，同样在本外表也选用了这种规划办法。功用指示灯都采普亮的发光二极管，而外表照明则选用的高亮度发光二极管，分有红、黄、绿三种色彩，对应不同的显现和正告信息。发光二极管及其对应的限流电阻，咱们都选用了贴片封装的元件。
一起，发动机呈现毛病后，如发动机水温过高，由MCU操控对应的毛病灯展闪耀。发动机呈现毛病，其指示一般显现为赤色，并随同有蜂鸣器报警。
4.9.4 语音报警电路
规划本外表体系有蜂鸣器报警模块，首要是为了提示驾驶员留意相关的风险信息，如：水温过高，水位过低，机油压力过低、变速箱毛病等等。MCU将采样得到的数据与存储在EZPRoM单元中的答应数值改动规模比较，假如超越额外规模，则宣布信息到输出端口，蜂鸣器报警，一起对应的报警指示灯闪耀。在下次的采样过程中，假如收集的数据在额外规模之间，则蜂鸣器免除报警，状况指示灯平息。
本体系选用的蜂鸣器为频频短暂鸣叫，频率为2.6KHz，音量巨细为75db.因为体系UO端口资源十分丰富，能够共用一个端口，也能够独自占用一个端口，独自占用端口，有利于毛病修理查看，本体系在H128上预留BPO一BP3为报警电路输出端口。
4.9.5 时钟发生器
电路RTC模块（实时时钟电路）有巧个内存映射寄存器，经过秒、分钟、小时计数器供给的时刻；经过星期、日、月份、年供给日历功用。以上计数器每次加1时都能够发生中止，并别离对相应的中止标志置位，假如相应的中止被答应则能够发生CPU中止请求。
用于驱动时刻和日历的IHZ时钟使内嵌的补偿单元能够补偿晶振的差错，这样经过频率补偿机制能够使IHZ时钟取得用于驱动整个模块的晶振更高的精度。
补偿值能够在模块的校准操作时经过应用软件设置或主动获取澎].计时功用是经过一个时钟频率为128Hz（CGMXCLK/256）的计数器来完结的。
这个计数器能够在任何时分开端、。中止和铲除。这个计数器的值被换算到looHZ对应的值，并存储到计时数据寄存器中（chronographdatarcgister）。因而，数据寄存器中的值为O一99，每添加1代表1/1005（loms）。数据寄存器的值满意以下联系式：S=「（128HzeountervalueX25）+16]/32计时计数器的精度是士sms.
4.10 PCB板的规划
在以往外表电路规划过程中，外表的电路一般是在外表背面附上一层软性塑料（挠性塑料），在塑料上覆铜进行电路衔接，这种接法一般适用于比较简略的电路。因为电子技术的开展，软性塑料已不能满意外表功用繁复的要求，并逐步为
硬质板替代。也便是印制板，一般所说的PcB板 。
电路板规划与电路图规划不同之处在于，电路板归于比较实体化的东西，而电路图归于比较笼统的东西。所以，在规划电路图时，比较着重于电路的电气性质。而在规划电路板时，比较着重于电路的实践尺度与空间装备（立体）。下面就电路板的规划分为以下几步；
第一步，先规划电路图，确认元件的排序和元件的封装（Footprint），然后经过程序所供给的ERC查看。
第二步，电路图规划完结后，使用CreateNetlist功用发生网络表。
第三步，进入PCB编辑器，首要界说板框，即板子的巨细、板层数与形状。
第四步，加载网络表，假如网络表（或电路图）有过错，或接口上的问题，将会在此阶段中呈现。能够依据发生的过错，从头会到电路图进行修正。
第五步，安置元件，这项作业是电路板规划中最根底、最费事也是影响最大的作业。
第六步，界说规划规矩，进行手艺布线或主动布线。
第七步，完结布线后，进行规划验证查看。假如没有发现过错，即可存盘输出。
印制板一般有纸质覆铜板、环氧树脂板、玻纤板等，在这里考虑到价格的要素以及功用的要求，咱们选取环氧树脂板，其价格适中，也能满意轿车运转的作业环境，PCB选用双面布线，并在部分信号电路添加焊盘测点，以利于外表电路功用的检测，削减毛病返修率。
