[发明专利]一种指针仪表的归零算法

权利要求书

1.一种指针仪表的归零算法，指针仪表包括步进电机、步进电机驱动芯片、指针、仪表盘，指针安装在步进电机的轴上，可以在步进电机的两个机械限位之间转动，步进电机驱动芯片驱动电机轴转动带动指针指示仪表盘上的刻度，仪表盘上刻度的起始位为刻度零位，归零的目的就是让仪表工作前指针准确指向刻度零位，此时指针靠近步进电机一侧机械限位，将该侧机械限位定义为归零机械限位，将另一个机械限位定义为远端机械限位，其特征在于，具体归零过程如下：

步骤1：先假设指针位于仪表工作中指针离归零机械限位最远的位置，或步进电机远端机械限位处；以该位置为假想零位，步进电机由远端机械限位向归零机械限位旋转为正转；

步骤2：步进电机向归零机械限位方向快速转动X°，保证指针碰壁后反弹停在归零机械限位附近；其中X°＞仪表工作中指针和归零机械限位之间可能出现的最大角度，或者取归零机械限位和远端机械限位之间可转动的最大角度；

步骤3：以当前位置为假想零位，步进电机由远端机械限位向归零机械限位旋转为正转；

步骤4：步进电机分多次向归零机械限位方向转动，每次时间仅持续若干毫秒，具体过程为步进电机带动指针不断慢速向归零机械限位靠近，碰壁后产生小幅反弹，然后继续向归零机械限位方向转动，重复碰壁小幅反弹过程，直到转动完所有次数，停在靠近归零机械限位处；根据实际情况不同，选择合适的转动次数和时间，保证不论指针处于任何可能的初始位置，步进电机转动过程中都能够碰壁并小幅反弹，并且碰壁反弹次数较少；转动次数在30～500次之间，转动时间在5～25ms之间；由于转动时间很短，碰壁时反弹幅度也很小，碰壁反弹次数控制在1～4次之内，故指针抖动幅度很小不易察觉；

步骤5：设置步进电机由归零机械限位向远端机械限位旋转为正转，如果当前位置为刻度零位，即完成归零，否则，继续控制步进电机正转N°，带动指针停在刻度零位处，完成归零。

2.如权利要求1所述的归零算法，其特征在于：当完成步骤2时，如果指针每次碰壁后反弹停在归零机械限位附近的误差不大于0.1°，减少步骤4中步进电机的转动次数或时间，转动次数在20～300次之间，转动时间在4～20ms之间，使步进电机带动指针不断向归零机械限位靠近，并在不碰壁或只出现一次碰壁的情况下停在靠近归零机械限位处，从而避免指针的抖动。

3.如权利要求1所述的归零算法，其特征在于：步骤5中设定刻度零位的位置远离归零机械限位，N°在2°～4°之间。

4.如权利要求1所述的归零算法，其特征在于：在步骤1之前，还需进行步进电机驱动自检程序，如果自检成功，则进行步骤1；否则，发送步进电机驱动自检失败指令，警告无法对步进电机进行控制。

5.一种指针仪表的归零算法，其特征在于：基于权利要求1所述的归零算法，在步进电机开始归零之前，如果指针与归零机械限位之间距离不大于2°，则进行如权利要求1所述的步骤3至步骤5。

6.如权利要求5所述的归零算法，其特征在于：开始归零之前指针与归零机械限位之间距离误差不大于0.1°，减少步骤4中步进电机的转动次数或时间，转动次数在20～300次之间，转动时间在4～20ms之间，使步进电机带动指针不断向归零机械限位靠近，并在不碰壁或只出现一次碰壁的情况下停在靠近归零机械限位处，从而避免指针的抖动。

7.如权利要求5所述的归零算法，其特征在于：在步骤4之前，还需进行步进电机驱动自检程序，如果自检成功，则进行步骤4；否则，发送步进电机驱动自检失败指令，警告无法对步进电机进行控制。