步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其包括單片機(jī)、多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片、與每個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片相連接的電機(jī)、以及為上述器件提供電力的電源電路，所述驅(qū)動(dòng)芯片為驅(qū)動(dòng)芯片，所述單片機(jī)包括一個(gè)用于輸入或輸出電機(jī)運(yùn)作參數(shù)的通信接口，所述單片機(jī)根據(jù)電機(jī)運(yùn)作參數(shù)，控制多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片以驅(qū)動(dòng)多個(gè)電機(jī)的運(yùn)作。本發(fā)明采用單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)的運(yùn)作，輸入端口少，單片機(jī)資源足夠。
【專利說明】步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種可驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)運(yùn)作的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，常見的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都是采用兩路信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)作，一路脈沖信號(hào)控制運(yùn)轉(zhuǎn)速度，一路電平信號(hào)控制運(yùn)轉(zhuǎn)方向。此類驅(qū)動(dòng)器的控制形式對(duì)驅(qū)動(dòng)器的資源占用比較大，特別是控制多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的資源不足以滿足多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)作要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種新的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其包括單片機(jī)、多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片、與每個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片相連接的電機(jī)、以及為上述器件提供電力的電源電路，所述驅(qū)動(dòng)芯片為驅(qū)動(dòng)芯片，所述單片機(jī)包括兩個(gè)用于輸入電機(jī)運(yùn)作參數(shù)的輸入端，所述單片機(jī)根據(jù)電機(jī)運(yùn)作參數(shù)，控制多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片以驅(qū)動(dòng)多個(gè)電機(jī)的運(yùn)作。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路的通信接口采用RS232接□。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述單片機(jī)與所述驅(qū)動(dòng)芯片之間通過光耦隔離器進(jìn)行
信號(hào)隔離。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光耦隔離器包括8個(gè)引腳，其接3.3V的電源。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述單片機(jī)為52個(gè)引腳的單片機(jī)，其供電電壓為3.3V及5V。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)芯片包括30個(gè)引腳，其通過5V電源供電。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光耦隔離器與驅(qū)動(dòng)芯片之間的輸入信號(hào)包括CLK信號(hào)及CW信號(hào)。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)芯片通過四個(gè)輸出端與所述電機(jī)連接。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)的運(yùn)作，輸入端口少，單片機(jī)資源足夠，使用靈活，驅(qū)動(dòng)器壽命長(zhǎng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路的模塊示意圖；
圖2是本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中C8051F340單片機(jī)的電路圖；
圖3是本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中光耦隔離器的電路圖；圖4是本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中THB6128驅(qū)動(dòng)芯片的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0016]請(qǐng)參圖1所示，在本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中，所提及的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其包括一 52 pin的C8051F340單片機(jī)、多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片、與每個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片相連接的電機(jī)、以及為上述器件提供電力的電源電路，驅(qū)動(dòng)芯片采用THB6128驅(qū)動(dòng)芯片，C8051F340單片機(jī)包括兩個(gè)用于輸入電機(jī)運(yùn)作參數(shù)的輸入端，所述C8051F340單片機(jī)根據(jù)電機(jī)運(yùn)作參數(shù)，控制多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片以驅(qū)動(dòng)多個(gè)電機(jī)的運(yùn)作。其中，驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量不受限制，完全取決與電機(jī)的數(shù)量，本說明書中僅以控制兩臺(tái)電機(jī)的具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行解釋。
[0017]參圖2所示，通過此C8051F340單片機(jī)芯片上的TlOUT以及T20UT引腳來輸入電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，通過3.3V及VDD5V的電源給其供電，優(yōu)選地，本實(shí)施方式匯總，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路的通信接口采用RS232接口，其可以與外部控制系統(tǒng)直接連接，如此，只需要通過串口向該單片機(jī)模塊發(fā)送各電機(jī)的序號(hào)、運(yùn)轉(zhuǎn)速度，運(yùn)轉(zhuǎn)方向信息；或電機(jī)序號(hào)、位置信息等，即可同時(shí)控制多個(gè)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因現(xiàn)有普遍的電路中，控制一個(gè)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)往往至少需要3或4的輸入口來實(shí)現(xiàn)控制，所以往往導(dǎo)致單片機(jī)資源不夠用，且線路連接更為復(fù)雜，本實(shí)施方式中的單片機(jī)將輸入端口減少到兩個(gè)，連線更為簡(jiǎn)單，且滿足多個(gè)電機(jī)的控制。
[0018]參圖3所示，在本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式中，單片機(jī)與THB6128驅(qū)動(dòng)芯片之間通過光耦隔離器進(jìn)行信號(hào)隔離，以增強(qiáng)硬件的穩(wěn)定性以及抗干擾能力，光耦隔離器種類很多。本實(shí)施方式中，更為優(yōu)選地，所述光耦隔離器采用TLP521-2光耦隔離器，其電路連接圖如圖3，其中，由于控制兩臺(tái)電機(jī)，所以本發(fā)明采用了 3個(gè)TLP521-2光耦隔離器來進(jìn)行信號(hào)隔離，其中，此芯片包括8pin，其1、3腳接3.3V的電源，而5、7腳均接地。
[0019]其中，U6芯片的6腳輸出為CLK，8腳輸出為ST/VCC，2腳接C8051F340單片機(jī)上的P3.0 ST/VCC腳，而4腳接C8051F340單片機(jī)上的P3.1 CLK腳;U7芯片的6腳輸出為ST/VCC1，8腳輸出為CW，2腳接C8051F340單片機(jī)上的P3.2 CW腳，而4腳接C8051F340單片機(jī)上的P3.3 ST/VCC1腳；U9芯片的6腳輸出為CWl，8腳輸出為CLKl，2腳接C8051F340單片機(jī)上的P3.4 CLKl腳，而4腳接C8051F340單片機(jī)上的P3.5 Cffl腳。
[0020]參圖4所示，其為本發(fā)明具體實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)的兩個(gè)THB6128驅(qū)動(dòng)芯片的電路連接圖。其中，其通過12V電源對(duì)電路進(jìn)行供電，具體地，其3，5，11腳均連接12V電源；其16、24~29腳均為驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)定引腳，用5V電源提供邏輯電平來設(shè)定驅(qū)動(dòng)參數(shù)。
[0021]其中，第一驅(qū)動(dòng)芯片U8的21腳輸入CLK信號(hào)，22腳輸入CW信號(hào)，輸出端為0UT1A、0UT2A、OUT IB, 0UT2B，這四個(gè)輸出信號(hào)直接連接到第一電機(jī)上，進(jìn)行對(duì)第一電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；而第二驅(qū)動(dòng)芯片UlO的21腳輸入CLKl信號(hào)，22腳輸入CWl信號(hào)，輸出端為OUTlAl、0UT2A1、OUTlBU 0UT2B1，這四個(gè)輸出信號(hào)直接連接到第二電機(jī)上，進(jìn)行對(duì)第二電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，如此實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明對(duì)兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的技術(shù)方案。
[0022]綜上，本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電路與控制電路用單獨(dú)的電源供電，控制回路用光耦進(jìn)行隔離，增加驅(qū)動(dòng)電流設(shè)置的控制電路，以增強(qiáng)硬件的穩(wěn)定性和抗干擾能力；在軟件方面開發(fā)一套專用的通信控制協(xié)議進(jìn)行控制，維護(hù)方便。此模塊化設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，使其他控制系統(tǒng)在控制步進(jìn)電機(jī)時(shí)，只需要通過串口向該模塊發(fā)送電機(jī)序號(hào)、速度，方向信息或電機(jī)序號(hào)、位置信息即可同時(shí)控制多個(gè)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這種驅(qū)動(dòng)器能夠根據(jù)步進(jìn)電機(jī)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)自動(dòng)改變驅(qū)動(dòng)電流的大小，以達(dá)到降低驅(qū)動(dòng)芯片的溫度和節(jié)能效果，也能夠增加驅(qū)動(dòng)器的使用壽命；并且本發(fā)明還采用128細(xì)分模式，配合0.9度步距角的步進(jìn)電機(jī)，在不使用減速器的情況下，控制精度就可以達(dá)到0.0Ol度，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。
[0023]值得一提的是，目前市面上有很多串口的擴(kuò)展模塊，如無線串口模塊、串口服務(wù)器模塊等，將這些模塊步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器即可做到無線控制步進(jìn)電機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)控制步進(jìn)電機(jī)等，擴(kuò)展性極佳。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用C8051F340單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)的運(yùn)作，輸入端口少，單片機(jī)資源足夠，且采用THB6128驅(qū)動(dòng)芯片作為驅(qū)動(dòng)芯片，使用靈活，驅(qū)動(dòng)器壽命長(zhǎng)。
[0024]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
[0025]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于，其包括單片機(jī)、多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片、與每個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片相連接的電機(jī)、以及為上述器件提供電力的電源電路，所述驅(qū)動(dòng)芯片為驅(qū)動(dòng)芯片，所述單片機(jī)包括一個(gè)用于輸入或輸出電機(jī)運(yùn)作參數(shù)的通信接口，所述單片機(jī)根據(jù)電機(jī)運(yùn)作參數(shù)，控制多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片以驅(qū)動(dòng)多個(gè)電機(jī)的運(yùn)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路的通信接口采用RS232接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于，所述單片機(jī)與所述驅(qū)動(dòng)芯片之間通過光耦隔離器進(jìn)行信號(hào)隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于，所述光耦隔離器包括8個(gè)引腳，其接3.3V的電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于，所述單片機(jī)為52個(gè)引腳的單片機(jī)，其供電電壓為3.3V及5V。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)芯片包括30個(gè)引腳，其通過5V電源供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于，所述光耦隔離器與驅(qū)動(dòng)芯片之間的輸入信號(hào)包括CLK信號(hào)及CW信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)芯片通過四個(gè)輸出端與所述電機(jī)連接。
【文檔編號(hào)】H02P8/40GK103580567SQ201210276693
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月6日
【發(fā)明者】朱嘉翔, 段若愚 申請(qǐng)人:蘇州工業(yè)園區(qū)凱藝精密科技有限公司