单片机中断与电机控制：保障电机控制的实时性，打造精准控制

# 1. 单片机中断机制**

1.1 中断的概念和分类

中断是一种硬件机制，当外部事件或内部错误发生时，它会暂停当前执行的程序并跳转到一个专门的中断服务程序（ISR）。中断可分为外部中断和内部中断，外部中断由外部事件触发，如按键按下或传感器信号变化；内部中断由内部事件触发，如定时器溢出或数据传输完成。

1.2 中断处理流程和优先级

当中断发生时，单片机会暂停当前执行的程序，并根据中断优先级跳转到相应的ISR。ISR执行完成后，程序将返回到中断发生前的状态继续执行。中断优先级决定了当多个中断同时发生时，哪个中断会被优先处理。

# 2. 电机控制原理**

## 2.1 电机的分类和工作原理

### 2.1.1 电机的分类

电机可按多种标准进行分类，常见的有：

- **按工作原理：**直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机等。
- **按结构：**有刷电机、无刷电机、永磁电机、感应电机等。
- **按相数：**单相电机、三相电机等。

### 2.1.2 电机的基本工作原理

电机的工作原理是基于电磁感应定律。当电流通过导体时，导体周围会产生磁场。如果导体放置在磁场中，导体将受到磁场力的作用，从而产生运动。

**直流电机：**直流电机通过改变电枢绕组和励磁绕组的电流方向来改变磁场极性，从而实现电机的正反转。

**交流电机：**交流电机利用交流电的周期性变化来产生旋转磁场，从而带动转子旋转。

**步进电机：**步进电机通过依次给定定子绕组通电，产生旋转磁场，从而带动转子按一定的步长旋转。

**伺服电机：**伺服电机是一种闭环控制电机，通过反馈信号与目标位置进行比较，从而实现精确的定位控制。

## 2.2 电机控制方式和驱动电路

### 2.2.1 电机控制方式

电机控制方式主要有：

- **开环控制：**不使用反馈信号，仅根据给定指令控制电机。
- **闭环控制：**使用反馈信号与目标位置进行比较，从而调整控制策略。

### 2.2.2 电机驱动电路

电机驱动电路的作用是将控制信号转换为电能，驱动电机运行。常见的电机驱动电路有：

- **H桥驱动电路：**用于控制直流电机的正反转。
- **三相逆变桥驱动电路：**用于控制交流电机的旋转。
- **步进电机驱动电路：**用于控制步进电机的步进运动。

## 2.3 电机控制算法

### 2.3.1 PID控制算法

PID控制算法是一种经典的电机控制算法，通过调整比例、积分、微分参数来实现对电机的精确控制。

### 2.3.2 矢量控制算法

矢量控制算法是一种先进的电机控制算法，通过将