嵌入式領域中電機控制應用的可編程片上系統（PSoC）
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圖1：控制電機速度的閉環系統
一般說來，可將電機控制系統分為各種不同的子系統，如速度、位置或方向控制系統等。我們首先看一下構造簡單的速度控制系統，其電機采用常量電壓（V）。在默認情況下，電機在特定的供電電壓（V）下具有特定的轉速（x）。如果向電機施加相同電壓（V）的負載，那么其轉速可能下降（y）。這樣，我們就不能控制電機的速度，也就是說不能確保轉速不受任何外部因素的影響。這是一種開環系統，因而我們要采取一定的反饋機制，以便能感應電機的速度并對有關因素進行補償。
圖1顯示了閉環電機控制系統。這里，運動控制器將來自反饋系統的信號與實際輸入進行比較，以獲得誤差信號，然后將其放大后提供給電機。在此系統中，向電機饋送校正因數的“運動控制器”和“放大器”模塊可一起由混合信號控制器實現，而光學轉動編碼器則作為傳感器，因為我們能通過控制器輕松對該組件的輸出信號進行解碼。下文將對上述各個系統的模塊做進一步地闡述。
DC和步進電機簡介
電機就是可將電能轉換為機械能的設備。下列給出了不同領域常用的一些電機類型：
(Ⅰ) DC電機：最簡單的DC電機就是在軸上加線圈繞組，固定永磁鐵（見圖2）。在將電壓（V）施加給線圈時，電流（i）通過線圈。由于已有磁場（B），會有力（F）作用在線圈上（弗萊明右手法則）使其轉動。
一旦線圈達到永磁鐵的磁極之一，就會受到斥力并向另一磁極運動，從而形成持續轉動，速度由所施加的DC電壓決定。
圖2：DC電機的工作原理
(Ⅱ) 步進電機：永磁步進電機由永磁轉子、線圈繞組和磁傳導定子組成。
為線圈繞組施加電壓會產生電磁場，出現南北極。定子承載著磁場。通過順序通電或“步進”定子線圈，能改變磁場，進而生成旋轉運動。圖2描述了雙相電機的工作情況。在第一步中，為雙相定子的A相施加電壓，就會將轉子磁鎖在如圖所示的位置，這是因為異性相吸；在第二步中，關閉A相打開B相，讓轉子順時針旋轉90度；在第三步中，B相打開，極性與第一步相反，又產生90度旋轉；在第四步中，A相關閉，B相打開，極性與第二步相反。重復上述序列會讓轉子每次以90度步進順時針旋轉。
在步進電機中，電機旋轉的速度取決于第一步到第四步的執行速度。
圖3：步進電機的工作原理
旋轉編碼器簡介及其分類
電機控制系統的下一個部分就是能感應電機狀態并將狀態饋送回控制器的反饋傳感器。如前所述，旋轉編碼器可發揮反饋傳感器的作用。
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