CN105406783A

CN105406783A - 一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统

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Publication number: CN105406783A
Application number: CN201510982557.4A
Authority: CN
Inventors: 赵晓玲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2016-03-16

Abstract

本发明涉及步进电机驱动技术领域，尤其是一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统。它包括步进电机、用于参数拨码输入的参数拨码输入电路、用于数据输入的计算机、用于数据传输的RS-232串口电路、用于信号整理的单片机、用于D/A转换的D/A转换电路和用于产生驱动信号的驱动控制电路。本发明通过计算机实现人员对步进电机控制具体操作，实现数字化系统控制，其计算机的数据传输则通过RS-232串口电路实现；同时，利用参数拨码输入电路实现对工作的细分微调。

Description

一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统

技术领域

本发明涉及步进电机驱动技术领域，尤其是一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统。

背景技术

众所周知，步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移的执行元件，它与其他类型电机相比具有控制方便、易于开环精确控制、无积累误差、体积小、成本低等优点，故广泛应用于各个领域。受制造工艺影响，步进电机的步距角一般较大，并且存在低频振动。随着计算机技术、数字技术和微电子技术的发展，步进电机的驱动控制技术获得了快速发展。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统，它包括参数拨码输入电路、计算机、RS-232串口电路、单片机、D/A转换电路、驱动控制电路和步进电机；

所述计算机将数据输入RS-232串口电路并通过RS-232串口电路将信号输入至单片机，所述参数拨码输入电路产生控制信号并将信号输入至单片机，所述单片机将信号进行整理并将信号反馈给D/A转换电路和驱动控制电路，所述D/A转换电路将信号进行D/A转换并将转换后的信号输入至驱动控制电路，所述驱动控制电路产生驱动信号并将信号输入至步进电机。

优选地，所述单片机为AT89S52单片机，所述单片机的RST引脚通过第一电容接入电源并通过第二电阻接地，所述单片机的RST引脚还通过第一电阻和第一开关接入电源，所述单片机的XTAL2引脚通过振荡器与自身的XTAL1引脚连接，所述振荡器并联有依次串联的第二电容和第三电容，所述第二电容和第三电容之间接地。

优选地，所述RS-232串口电路包括串口接口和MAX232芯片，所述串口接口与计算机连接并与MAX232芯片的14引脚、13引脚串联，所述MAX232芯片的4引脚通过第五电容与自身的5引脚连接，所述MAX232芯片的6引脚通过第四电容接地，所述MAX232芯片的3引脚通过第六电容与自身的1引脚连接，所述MAX232芯片的2引脚通过第七电容接入电源，所述MAX232芯片的16引脚通过第八电容接地，所述MAX232芯片的12引脚和11引脚分别与单片机的P3.0引脚和P3.1引脚连接。

优选地，所述参数拨码输入电路包括第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六光耦、第七光耦和第八光耦，所述第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六光耦、第七光耦和第八光耦的正极分别通过第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻接入电源，所述第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六光耦、第七光耦和第八光耦的负极分别通过第一按钮、第二按钮、第三按钮、第四按钮、第五按钮、第六按钮、第七按钮和第八按钮接地，所述第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六光耦、第七光耦和第八光耦的集电极分别与单片机的P1.0引脚、P1.1引脚、P1.2引脚、P1.3引脚、P1.4引脚、P1.5引脚、P1.6引脚和P1.7引脚连接，所述第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六光耦、第七光耦和第八光耦的集电极分别通过第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻接入电源。

优选地，所述驱动控制电路包括第一运放、第二运放、第九光耦、第一三极管和74LS74触发器，所述74LS74触发器的CLK引脚与单片机连接，所述74LS74触发器的CLR引脚与第二运放的输出端连接，所述74LS74触发器的Q引脚和GND引脚分别与第九光耦的正极和负极连接，所述第一运放的反相端和同相端与D/A转换电路连接，所述第一运放的输出端与第二运放的同相端连接，所述第二运放的反相端与第一三极管的发射极连接并通过第二十一电阻接地，所述第一三极管的基极与第九光耦的发射极连接，所述第九光耦的集电极通过第十九电阻接入电源，所述第一三极管的集电极与步进电机连接并通过第一电感线圈接入电源，所述第一电感线圈并联有依次串联的第二十电阻和第一二极管。

由于采用了上述方案，本发明通过计算机实现人员对步进电机控制具体操作，实现数字化系统控制，其计算机的数据传输则通过RS-232串口电路实现；同时，利用参数拨码输入电路实现对工作的细分微调，其结构简单，操作方便，具有很强实用性。

附图说明

图1是本发明实施例的结构原理示意图；

图2是本发明实施例的单片机结构示意图；

图3是本发明实施例的RS-232串口电路的电路结构示意图；

图4是本发明实施例的参数拨码输入电路的电路结构示意图；

图5是本发明实施例的驱动控制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实施例提供的一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统，它包括参数拨码输入电路3、计算机1、RS-232串口电路2、单片机4、D/A转换电路5、驱动控制电路6和步进电机7；

计算机1将数据输入RS-232串口电路2并通过RS-232串口电路2将信号输入至单片机4，参数拨码输入电路3产生控制信号并将信号输入至单片机4，单片机4将信号进行整理并将信号反馈给D/A转换电路5和驱动控制电路6，D/A转换电路5将信号进行D/A转换并将转换后的信号输入至驱动控制电路6，驱动控制电路6产生驱动信号并将信号输入至步进电机7。

本实施例通过计算机1实现人员对步进电机7控制具体操作，实现数字化系统控制，其计算机1的数据传输则通过RS-232串口电路2实现；同时，利用参数拨码输入电路3实现对工作的细分微调。步进电机7的实际驱动控制则通过驱动控制电路6进行实现。

本实施例单片机4采用AT89S52单片机，其单片机4具体电路结构可采用如图2所示的电路结构，即单片机4的RST引脚通过第一电容C1接入电源并通过第二电阻R2接地，单片机4的RST引脚还通过第一电阻R1和第一开关K接入电源，单片机4的XTAL2引脚通过振荡器T1与自身的XTAL1引脚连接，振荡器T1并联有依次串联的第二电容C2和第三电容C3，第二电容C2和第三电容C3之间接地。本电路利用第一开关K可实现对单片机4外部电路阻值的调控，并利用振荡器T1实现保护效果。

本实施例的RS-232串口电路2可采用如图3所示的电路结构，即包括串口接口J1和MAX232芯片U1，串口接口J1与计算机1连接并与MAX232芯片U1的14引脚、13引脚串联，MAX232芯片U1的4引脚通过第五电容C5与自身的5引脚连接，MAX232芯片U1的6引脚通过第四电容C4接地，MAX232芯片U1的3引脚通过第六电容C6与自身的1引脚连接，MAX232芯片U1的2引脚通过第七电容C7接入电源，MAX232芯片U1的16引脚通过第八电容C8接地，MAX232芯片U1的12引脚和11引脚分别与单片机4的P3.0引脚和P3.1引脚连接。

本实施例的参数拨码输入电路3可采用如图4所示的电路结构，即包括第一光耦Q1、第二光耦Q2、第三光耦Q3、第四光耦Q4、第五光耦Q5、第六光耦Q6、第七光耦Q7和第八光耦Q8，第一光耦Q1、第二光耦Q2、第三光耦Q3、第四光耦Q4、第五光耦Q5、第六光耦Q6、第七光耦Q7和第八光耦Q8的正极分别通过第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17和第十八电阻R18接入电源，第一光耦Q1、第二光耦Q2、第三光耦Q3、第四光耦Q4、第五光耦Q5、第六光耦Q6、第七光耦Q7和第八光耦Q8的负极分别通过第一按钮S1、第二按钮S2、第三按钮S3、第四按钮S4、第五按钮S5、第六按钮S6、第七按钮S7和第八按钮S8接地，第一光耦Q1、第二光耦Q2、第三光耦Q3、第四光耦Q4、第五光耦Q5、第六光耦Q6、第七光耦Q7和第八光耦Q8的集电极分别与单片机4的P1.0引脚、P1.1引脚、P1.2引脚、P1.3引脚、P1.4引脚、P1.5引脚、P1.6引脚和P1.7引脚连接，第一光耦Q1、第二光耦Q2、第三光耦Q3、第四光耦Q4、第五光耦Q5、第六光耦Q6、第七光耦Q7和第八光耦Q8的集电极分别通过第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R7和第十电阻R10接入电源。

本实施例的D/A转换电路5采用DAC0832转换芯片进行信号的D/A转换，本实施例的驱动控制电路6可采用如图5所示的电路结构，即包括第一运放A1、第二运放A2、第九光耦Q9、第一三极管M1和74LS74触发器U2，74LS74触发器U2的CLK引脚与DAC0832转换芯片连接，74LS74触发器U2的CLR引脚与第二运放A2的输出端连接，74LS74触发器U2的Q引脚和GND引脚分别与第九光耦Q9的正极和负极连接，第一运放A1的反相端和同相端并联与单片机4，第一运放A1的输出端与第二运放A2的同相端连接，第二运放A2的反相端与第一三极管M1的发射极连接并通过第二十一电阻R21接地，第一三极管M1的基极与第九光耦Q9的发射极连接，第九光耦Q9的集电极通过第十九电阻R19接入电源，第一三极管M1的集电极与步进电机7连接并通过第一电感线圈L1接入电源，第一电感线圈L1并联有依次串联的第二十电阻R20和第一二极管D1。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统，其特征在于：它包括参数拨码输入电路、计算机、RS-232串口电路、单片机、D/A转换电路、驱动控制电路和步进电机；

2.如权利要求1所述的一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统，其特征在于：所述单片机为AT89S52单片机，所述单片机的RST引脚通过第一电容接入电源并通过第二电阻接地，所述单片机的RST引脚还通过第一电阻和第一开关接入电源，所述单片机的XTAL2引脚通过振荡器与自身的XTAL1引脚连接，所述振荡器并联有依次串联的第二电容和第三电容，所述第二电容和第三电容之间接地。

3.如权利要求2所述的一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统，其特征在于：所述RS-232串口电路包括串口接口和MAX232芯片，所述串口接口与计算机连接并与MAX232芯片的14引脚、13引脚串联，所述MAX232芯片的4引脚通过第五电容与自身的5引脚连接，所述MAX232芯片的6引脚通过第四电容接地，所述MAX232芯片的3引脚通过第六电容与自身的1引脚连接，所述MAX232芯片的2引脚通过第七电容接入电源，所述MAX232芯片的16引脚通过第八电容接地，所述MAX232芯片的12引脚和11引脚分别与单片机的P3.0引脚和P3.1引脚连接。

4.如权利要求2所述的一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统，其特征在于：所述参数拨码输入电路包括第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六光耦、第七光耦和第八光耦，所述第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六光耦、第七光耦和第八光耦的正极分别通过第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻接入电源，所述第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六光耦、第七光耦和第八光耦的负极分别通过第一按钮、第二按钮、第三按钮、第四按钮、第五按钮、第六按钮、第七按钮和第八按钮接地，所述第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六光耦、第七光耦和第八光耦的集电极分别与单片机的P1.0引脚、P1.1引脚、P1.2引脚、P1.3引脚、P1.4引脚、P1.5引脚、P1.6引脚和P1.7引脚连接，所述第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六光耦、第七光耦和第八光耦的集电极分别通过第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻接入电源。

5.如权利要求2所述的一种基于计算机控制的步进电机驱动控制系统，其特征在于：所述驱动控制电路包括第一运放、第二运放、第九光耦、第一三极管和74LS74触发器，所述74LS74触发器的CLK引脚与单片机连接，所述74LS74触发器的CLR引脚与第二运放的输出端连接，所述74LS74触发器的Q引脚和GND引脚分别与第九光耦的正极和负极连接，所述第一运放的反相端和同相端与D/A转换电路连接，所述第一运放的输出端与第二运放的同相端连接，所述第二运放的反相端与第一三极管的发射极连接并通过第二十一电阻接地，所述第一三极管的基极与第九光耦的发射极连接，所述第九光耦的集电极通过第十九电阻接入电源，所述第一三极管的集电极与步进电机连接并通过第一电感线圈接入电源，所述第一电感线圈并联有依次串联的第二十电阻和第一二极管。