指针仪表可以在各种工业应用中找到。汽车，火车，甚至现代飞机仪表板都可以模拟平板等离子控制或TFT屏幕上的模拟仪表功能。看起来好的旧指针仪表不会很快消失。使用各种技术来控制指针计量器。最流行的技术是使用机械系统，该系统由安装在双极永磁体外部的转动线圈组成。施加的DC电流引起磁力，该磁力使线圈和相关的量规指针旋转。弹簧限制线圈旋转角度，稳定的指针旋转角度与线圈电流成正比。这种测量仪可以配备一个油阻尼器，以抑制线圈角度设置过程中的振荡，并提高系统在振动方面的机械稳定性。该方法在操作温度范围内具有局限性，因为油粘度随温度而变化，导致压力计在振动中不稳定。
  其他仪表使用带加热器的双金属板。这种类型在操作期间消耗相当大的电流，并且读数取决于环境温度。
  另一种方法是使用两个位于正交位置的线圈来设置指针位置。在该系统中，指针旋转角度是相对于线圈电流确定的。仍然需要机械阻尼器来防止由于设置时的机械振动引起的指针闪烁。
控制指针规的一个完美方法是使用专为指针控制而设计的小型步进电机。如今，许多公司都为仪表提供步进电机。品牌包括Siemens，Sonceboz，Switec，RY等。
  这些电机的特点是体积小（直径约1“，高度0.3”），功率低，成本低，由于工作电流低（每个线圈15-25mA），可由微控制器直接驱动。仪表电机具有内置齿轮箱，可增加电机扭矩并减少机械步进，为大指针提供平滑的指针旋转。下图显示了来自几家不同公司的电机的照片和内部结构元件。
                                                                                     

  从这张照片中可以很容易看出，电机由两个线圈组成，一个金属定子，一个小型永磁转子和塑料齿轮箱。有些电机有内部挡块，限制了指针的角度;其他人使用外部停止。来自不同供应商的电机具有不同的定子结构，转子直径和变速箱比。
电机驱动原理
  仪表电机是步进电机，以微步模式运行。这些电机需要两个相移模拟信号。许多电机由正交，90 *相移谐波信号驱动，但也会遇到替代相移值（60 *，101 *等）和非谐波波形。这些信号可以通过使用查找表的双PWM或DAC形成。但是，我们也应该确定行驶速度曲线。电机速度控制有几种可能的策略，使用恒定或变速操作。电机数据表提供了几个有用的图表，用于启动和操作扭矩与控制信号频率（参见图2中的示例）。从这些图中可以很容易地看出，最大启动频率远小于最大工作频率。因此，恒定速度曲线不提供最小指针设置时间。变速驱动曲线不受此限制，允许使用所有可用的电机功能并获得最小的指针设置时间。
   步进电机是同步电机，转子的角度可以由相电流的关系唯一确定。由于线圈驱动力的固有限制，应限制加速/减速值以避免使指示器跳过一个步骤。在步进电机规设计中，可以选择不同的电机加速和减速方案。
   一种方案可以使用恒定的加速度曲线。当在加速阶段期间以恒定加速度增加转速时，这种类型的轮廓是有用的，在减速阶段期间具有相应的减速度。当速度达到预定阈值时，转速恒定。该驱动轮廓有时被称为梯形轮廓，因为速度轮廓呈现梯形形状。此配置文件确保最小的指针设置时间。
   另一种可能的解决方案是使用数字补偿器在电动机加速阶段逐渐增加转速并在减速阶段平稳地降低速度。使用此方案时，加速度的绝对值也必须 在电机允许的范围内。您可以从中获取有关步进电机控制的更多信息
         AN2229“多功能步进电机驱动器”应用笔记。

    该驱动器可以通过微控制器和一些应用要求来实现。以下模块是必需的：
•双PWM或DAC，形成线圈电流;
•可变频率发生器，用于生成线圈电流值的更新事件，以确定转速;
•速度控制子系统，提供旋转加速和减速阶段。
    现代微控制器具有PWM，并且一些具有内置DAC以允许形成可变线圈电流。可编程间隔定时器可用作可变频率发生器，用于转速控制。然而，线性电动机转速的变化对应于双曲线计时器周期曲线，这需要更高分辨率的计时器。
由于其灵活的内部模拟用户模块，PSoC提供了另一种解决方案。电压 - 频率转换器（V / F）与DAC配合，创建一个具有恒定频率步进的可编程可变频率信号发生器。这是在此使用的方法应用说明。释放的数字模块可用于其他目的，例如运行通信接口或用作PWM源。
    在某些应用中，仪表用作独立设备，直接处理模拟或数字输入信号。其他应用需要联网仪表，由中央处理器使用选定的总线（CAN，LIN，J1587等）控制