本文以“大鼠转轴走步机”的研制思路为主线，系统地介绍了大鼠运动能力的测量方法、设备的结构、测量控制电路以及控制软件，为单片机控制系统的设计提供了思路。该仪器采用十六位单片机80C196Kb作为控制核心，主要包括如下几个部分：CPU子系统：包括系统EPROM、RAM和系统接口部件的扩展；键盘与LCD显示器：采用8279作为键盘控制器件，20行×4列的LCD组件GXM2040作为显示器；时间测量子系统：用于检测大鼠在转轴上停留的时间，它采用红外线检测大鼠的在位、离位，并通过锁相环电路获得需要的脉冲信号，配合80C196Kb的HSI口进行时间测量；电机控制子系统；它使用霍尔传感器获得电机的转速信号，整形滤波后送入80C196KbAD0口进行采样，采样结果进一步进行数字滤波等处理后作为最终的速度信号。运动速度函数产生所需要的即时目标速度值，通过PID控制算法最终获得需要的输出量，经过PWM口进行输出，经过升压式开关变换后推动电机运转。