CN109445346A - 一种基于stm32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路 - Google Patents

一种基于stm32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路 Download PDF

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黄才贵
朱浩亮
李利荣
姚锦金
杨秋香
谈华雄
蒋建旭
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供的一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路；包括电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路、控制电路，所述电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路分别连接在控制电路上，所述电机驱动电路通过两个独立的芯片对激光雕刻机或打字机的X轴和Y轴进行控制。本发明通过合理的设置电感线圈，基于电磁感应的原理，采用了无线电能传输的方式对整个电路进行供电，而无线电能传输避免了重复的电源插拔，提高了用电安全和使用寿命，此外本发明的结构简单、使用方便、电路成本低且同时适用于雕刻机和写字机的应用电路，有较好的实际应用价值和应用前景。

Description

一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路
技术领域
本发明涉及一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路。
背景技术
由于激光具有很好的单色性、相干性、方向性和高能量密度,又是在长期理论研究和时代需求的背景下应运而生的,所以从一出现就获得了异乎寻常的飞快发展。但是，由于目前市面上的激光雕刻机产品的电路各有不同，给电子爱好者们的DIY带来了麻烦，而且市面上的激光雕刻机电路并不都适合用单片机作为主控芯片，也无法共用于写字机驱动电路。因此，本发明旨在于使激光雕刻机和写字机都能够有同一适用的电路，且便于电子爱好者和学生党进行扩展和开源，更好的用编程语言对电路和芯片做操作和开发。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路；包括电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路、控制电路，所述电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路分别连接在控制电路上，所述电机驱动电路通过两个独立的芯片对激光雕刻机或打字机的X轴和Y轴进行控制。
所述电机驱动电路包括芯片U5和芯片U6，芯片U5的引脚7与控制电路芯片U1的PB8引脚连接，引脚8与芯片U1引脚PB9相连，芯片U6的引脚7和引脚8分别与芯片1的PB10引脚和PB11引脚连接，U5和芯片U6的引脚16均与电源VMOT相连，引脚14、13、12、11均分别与步进电机接口1、2、3、4引脚相连，引脚2、3、4、5、6、10均与3.3V相连，引脚1、9、15均与GND相连。
所述降稳压电路包括芯片U3，芯片U3的1、3、4引脚分别与接地端GND、开关管S1的3引脚、3.3V电源连接，所述开关管的1引脚与电源VMOT连接，芯片U3的2引脚与4引脚连接，4引脚通过薄膜电容EC2和电容C5并联后接地，芯片U3的3引脚通过薄膜电容EC1后接地。
所述激光头驱动电路包括三极管Q1，三极管Q1的基级通过电阻R1与芯片U1的PA1引脚连接，三极管Q1的集电极和发射极分别连接激光头和接地。
所述光电传感模块包括4个光电传感器J8、J9、J10、J11，所述光电传感器J8、J9、J10、J11分别与芯片U1的PA8、PA9、PA10、PA11端口连接。
所述数据传输电路包括收发器U9，收发器U9与芯片U1的TXD3233、RXD3232引脚连接。
所述芯片U1为STM32F103C8T6单片机。
所述芯片U3为AMS1117-3.3芯片。
所述U5和U6为A4988芯片。
本发明的有益效果在于：通过合理的设置电感线圈，基于电磁感应的原理，采用了无线电能传输的方式对整个电路进行供电，而无线电能传输避免了重复的电源插拔，提高了用电安全和使用寿命，此外本发明的结构简单、使用方便、电路成本低且同时适用于雕刻机和写字机的应用电路，有较好的实际应用价值和应用前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路；包括电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路、控制电路，所述电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路分别连接在控制电路上，所述电机驱动电路通过两个独立的芯片对激光雕刻机或打字机的X轴和Y轴进行控制。
所述电机驱动电路包括芯片U5和芯片U6，芯片U5的引脚7与控制电路芯片U1的PB8引脚连接，引脚8与芯片U1引脚PB9相连，芯片U6的引脚7和引脚8分别与芯片1的PB10引脚和PB11引脚连接，U5和芯片U6的引脚16均与电源VMOT相连，引脚14、13、12、11均分别与步进电机接口1、2、3、4引脚相连，引脚2、3、4、5、6、10均与3.3V电源相连，引脚1、9、15均与GND接地相连。
所述降稳压电路包括芯片U3，芯片U3的1、3、4引脚分别与接地端GND、开关管S1的3引脚、3.3V电源连接，所述开关管的1引脚与电源VMOT连接，芯片U3的2引脚与4引脚连接，4引脚通过薄膜电容EC2和电容C5并联后接地，芯片U3的3引脚通过薄膜电容EC1后接地。
所述激光头驱动电路包括三极管Q1，三极管Q1的基级通过电阻R1与芯片U1的PA1引脚连接，三极管Q1的集电极和发射极分别连接激光头和接地。
所述光电传感模块包括4个光电传感器J8、J9、J10、J11，所述光电传感器J8、J9、J10、J11分别与芯片U1的PA8、PA9、PA10、PA11端口连接。
所述数据传输电路包括收发器U9，收发器U9与芯片U1的TXD3233、RXD3232引脚连接。
所述芯片U1为STM32F103C8T6单片机。
所述芯片U3为AMS1117-3.3芯片。
所述U5和U6为A4988芯片。
所述电机驱动模块分为Y轴和X轴上的两对A4988芯片和两对二相四线制双极步进电机，Y轴上的A4988芯片共有16个引脚，其中引脚7与单片机PB8引脚相连，引脚8与单片机PB9引脚相连，引脚16与VMOT(+5V)相连，引脚14与步进电机接口1引脚相连，引脚13与步进电机接口2引脚相连，引脚12与步进电机接口3引脚相连，引脚11与步进电机接口4引脚相连，引脚2、3、4、5、6、10与3.3V(电源)相连，引脚1、9、15与GND(接地)相连；X轴上的A4988芯片共有16个引脚，其中引脚7与单片机PB10引脚相连，引脚8与单片机PB11引脚相连，引脚16与VMOT(+5V)相连，引脚14与步进电机接口1引脚相连，引脚13与步进电机接口2引脚相连，引脚12与步进电机接口3引脚相连，引脚11与步进电机接口4引脚相连，引脚2、3、4、5、6、10与3.3V(电源)相连，引脚1、9、15与GND(接地)相连；
所述降稳压模块为AMS1117-3.3芯片一块，其IN(输入)引脚3与SW-SPDT自锁开关3引脚相连，其OUT(输出)引脚2与其引脚4相连，其引脚1与GND(接地)相连。
所述数据传输模块为STM32单片机上的RXD3232与TXD3233引脚，其通过DB9连接器将RS232转串口线引出并接入通信端进行串口通信下的数据传输，再由一块MAX3232收发器芯片实现RS232真正性能，该芯片共有16个引脚，其中引脚16与3.3V(电源)相连，引脚15、1、2、3、6与GND(接地)相连，引脚4与引脚5相连，引脚9与单片机引脚PA7相连，引脚10与单片机引脚PA6相连，引脚7与单片机引脚TXD3233相连，引脚8与单片机引脚RXD3232相连，引脚11与引脚14相连，引脚12与引脚13相连；其中MAX3232收发器芯片的引脚1、4、5、6、7、8、9分别与DB9连接器的1、4、5、6、7、8、9口相连，MAX3232收发器芯片的引脚7和8分别与DB9连接器的3和2口相连。
所述光电传感模块为光电传感器接口元件，其共有4块光电传感器，除光电传感器接口元件的引脚3全与3.3V(电源)相连和引脚1全与GND(接地)相连以外，其4块光电传感器的每个引脚2则分别与单片机的引脚PA8、PA9、PA10、PA11相连。
所述激光头驱动模块为NPN三极管驱动的激光头接口部分，其激光头接口引脚1与NPN三极管引脚2(集电极)相连，激光头接口引脚2与3.3V(电源)相连，NPN三极管引脚3(发射极)与GND(接地)相连，NPN三极管引脚1串联一个1K电阻后与单片机引脚PA1相连。
所述控制模块所用芯片为STM32F103C8T6单片机一块，其引脚OSC_32IN和OSC_32OUT分别接入32.768KHz晶振电路作为外部时钟信号和驱动程序部分，引脚OSC_IN和OSC_OUT分别接入8MHz晶振电路作为外部振荡器引脚并于内部放大器构成振荡电路；其引脚PA13、PA14分别与SWD串行调试接口引脚4、3相连，而SWD串行调试接口上的NRST引脚5与单片机引脚7相连作为异步复位引脚具有施密特功能可在输入电压低于1.9V的时候将芯片复位；其引脚PA1与激光头驱动模块电路相连构成激光头驱动控制部分；其引脚PA8、PA9、PA10、PA11分别与4块光电传感器的每个引脚2相连；其引脚PA6、PA7与MAX3232收发器芯片的引脚10、9相连构成收发器信号控制部分；其引脚TXD3233、RXD3232与MAX3232收发器芯片的引脚7、8相连并同时接入DB9连接器的2口和3口构成数据传输控制部分；其引脚44连入自锁开关BOOT0部分作为系统启动模式选择控制部分；其引脚PB0、PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6、PB7分别与矩阵键盘上8引脚一一对应相连构成矩阵键盘控制部分；其引脚PB8、PB9分别与A4988芯片上的引脚7、8相连，其引脚PB10、PB11分别与另一块A4988芯片上的引脚7、8相连，构成电机驱动器控制部分。

Claims (9)

1.一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：包括电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路、控制电路，所述电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路分别连接在控制电路上，所述电机驱动电路通过两个独立的芯片对激光雕刻机或打字机的X轴和Y轴进行控制。
2.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述电机驱动电路包括芯片U5和芯片U6，芯片U5的引脚7与控制电路芯片U1的PB8引脚连接，引脚8与芯片U1引脚PB9相连，芯片U6的引脚7和引脚8分别与芯片1的PB10引脚和PB11引脚连接，U5和芯片U6的引脚16均与电源VMOT相连，引脚14、13、12、11均分别与步进电机接口1、2、3、4引脚相连，引脚2、3、4、5、6、10均与3.3V(电源)相连，引脚1、9、15均与GND(接地)相连。
3.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述降稳压电路包括芯片U3，芯片U3的1、3、4引脚分别与接地端GND、开关管S1的3引脚、3.3V电源连接，所述开关管的1引脚与电源VMOT连接，芯片U3的2引脚与4引脚连接，4引脚通过薄膜电容EC2和电容C5并联后接地，芯片U3的3引脚通过薄膜电容EC1后接地。
4.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述激光头驱动电路包括三极管Q1，三极管Q1的基级通过电阻R1与芯片U1的PA1引脚连接，三极管Q1的集电极和发射极分别连接激光头和接地。
5.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述光电传感模块包括4个光电传感器J8、J9、J10、J11，所述光电传感器J8、J9、J10、J11分别与芯片U1的PA8、PA9、PA10、PA11端口连接。
6.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述数据传输电路包括收发器U9，收发器U9与芯片U1的TXD3233、RXD3232引脚连接。
7.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述芯片U1为STM32F103C8T6单片机。
8.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述芯片U3为AMS1117-3.3芯片。
9.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述U5和U6为A4988芯片。
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