步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的开环控制元件，它的转速、停止的位置只取决于脉冲信 的频率。采用步进电机带动迈克尔干涉仪的微调旋钮转动，避免了很多人为因素对测量的干扰。本作品选用28BYJ-48型步进电机，它的步进值小，提高了测量的精确度。
步进电机一经选定，其性能取决于电机的驱动电压。步进电机转速越高，力矩越大则要求电机的电流越大，驱动电源的电压越高。单片机I/O口流出的电流太小不能驱动电机转动，需要外接驱动芯片增大电流。选用高压大电流达林顿晶体管阵列ULN2003驱动28BYJ-48型步进电机，其工作原理如下：当输入端为高电平时，ULN2003输出端为低电平；当输入端为低电平时，ULN2003输出端为高电平。驱动电路如图5所示。
2.3 液晶显示单元和键盘控制单元
键盘用作数据输入和测量步骤控制，本设计使用4&TImes;4的矩阵键盘，相对于独立按键，矩阵键盘大大节省了单片机的I/O口，扩大了按键功能，同时也节省了硬件资源。液晶屏作为人机交互界面，显示实验数据和测量信息。
3 软件设计
软件设计是实现测量的主体。单片机的应用系统程序设计，常用的是汇编语言和C语言。相对于汇编语言，C语言简洁，使用方便、灵活，可重用性高，可移植性强，所以系统采用C语言编写程序，程序流程如图6所示。
下面对程序的关键部分进行说明。
3.1 光电转换部分的脉冲计数程序设计
用单片机的外部中断INT0脚检测光电转换得到的脉冲信 。当有一个脉冲的下降沿到来时，外部中断服务程序执行一次。在中断服务程序中设置记录脉冲个数的变量mai_chong_ji_shu。在两次脉冲间隔超过50ms的情况下，每进入中断服务程序一次，mai_chong_ji_shu加1。如果两次脉冲间隔不超过50ms，说明出现了毛刺信 ，mai_chong_ji_shu不会加1，这样设计可以除去毛刺信 。
3.2 步进电机驱动及自动调速程序设计
驱动步进电机转动的脉冲信 频率越大，电机转速越高，但频率不能过大也不能过小，否则电机都不会转动。通过软件延时或定时器中断的方法可以控制电机的转速。软件延时会大量浪费CPU资源，所以采用单片机的定时器0中断来驱动28BYJ-48型步进电机转动，给定时器0赋不同的初值对应步进电机不同的转动速度。若四向八拍运行方式A-AB-B-BC-C-CD-D-DA为电机的正转，则运行方式DA-D-CD-C-BC-B-AB-A为电机反转，每运行完一个八拍相当于电机走一步，设计变量motor_step专门记录电机的步数，电机正转变量motor_step加，电机反转变量motor_step减。motor_step值乘以电机的步长值即得到步进电机带动迈克尔干涉仪微调旋钮转过的长度。
4 实验结果与精度分析
4.1 He-Ne激光波长测量
采用波长为632.8nm的He-Ne激光器作为光源。在一般实验环境下，经过大量测试，系统均能准确、快速测量出波长长度，表1是系统一次测量的数据。
系统自动测量的最终结果为多次测量的平均值，由表1可以看出，与理论值非常接近，平均误差为0.06%，远低于手动测量产生的误差。
4.2 透明薄膜厚度测量
实验选用标准厚度为80μm的透明薄膜作为测试品，用阿贝折射仪测出此薄膜的折射率n=1.4294，在一般实验环境下，对薄膜厚度进行了大量的测量，表2所示为测量的一部分数据，其中d1为未插薄膜前彩色条纹出现时动镜的位置，d2为插入薄膜后彩色条纹出现时动镜的位置。
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