随着计算机技术的飞速发展，能很容易地利用计算机通过I/O接口来直接产生各种方波信号，从而通过LabVIEW编程完成各种复杂的控制算法，以此来实现步进电机的各种复杂运动。基于虚拟仪器的计算机控制步进电机的系统<3>如所示，进给脉冲经驱动器后，驱动步进电机，一个脉冲使步进电机转过一个固定的角度，改变进给脉冲的个数或频率就可以改变步进电机的运行速度。
基于虚拟仪器的计算机控制步进电机系统框图在SPM系统中，控制它的正传、反转及启动和停止，从而实现样品与微探针的自动逼近。步进电机正转带动样品台上升，即进针，反转带动样品台的。逼近系统框图如所示，计算机通过可重配置I/O接口与步进电机驱动器相连，实现了计算机对步进电机的控制，从而实现样品-探针间距的调节。
逼近系统框系统软件设计该程序的控制对象为步进电机，根据SPM硬件控制系统的逻辑控制单元的设计，步进电机的A、B、C、D四相均分配有相应的端口地址，在软件上对步进电机以ABCD或DCBA的顺序读取相应的端口，即可使步进电机正转或反转，从而使样品台/针尖上升或下降。在软件控制方面，利用计算机中LabVIEW程序进行控制，通过PXI-7831R的D/A接口实现计算机与步进电机驱动器之间的通信，连接方式如下：计算机通过PXI-7831R的D/A接口与步进电机驱动器的脉冲输入端（CPI端）相连，另一个PXI-7831R的D/A接口与步进电机驱动器的正/反转端（CW/CCW端）相连，PXI-7831R卡的地线（GND）与步进电机驱动器的公共端（COM）相连。
逼近系统的工作过程：样品放置在由XYZ扫描器驱动的样品台后，由计算机的软件控制系统控制步进电机驱动器产生脉冲信号驱动步进电机转动，使样品逐渐接近探针。
同时，计算机实时的采集探针-样品间的原子力信号（AFM）发现信号突变时，说明针尖与样品表面发生了力的作用。当信号达到预置值时，计算机立即输出一个控制信号使步进电机停止，同时，由于Z向的负反馈作用，使探针迅速回缩，从而避免了针尖与样品表面的接触。然后，计算机控制步进电机驱动器输出单步信号，实现步进电机单步上升或单步下降，以便根据需要调节原子力状态的深浅，以满足不同样品的观察需要。程序流程图和界面如示。
结束语分析和研究并采用了基于虚拟仪器的计算机控制步进电机的新方法。利用计算机通过I/O接口来直接产生各种方波信号，采用LabVIEW编程完成控制算法，以此来实现步进电机运动，提高了逼近系统的自动化性能和控制精度。
QQ交流群
