CN205356209U - 一种步进电机控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种步进电机控制装置，包括微控制器、电源模块、无线控制模块和液晶触摸屏，微控制器的输入端接有角度传感器、速度检测模块、第一温度传感器和第二温度传感器，微控制器的输出端接有指示灯、步进电机控制电路和散热模块；速度检测模块包括霍尔传感器和整形放大电路，步进电机控制电路包括电流反馈模块以及依次相接的脉冲调制电路、光电隔离电路、功率放大电路和步进电机，散热模块包括继电器驱动电路和风扇，电流反馈模块包括电流采样电路和过流保护电路,微控制器通过无线通信模块与上位机进行通信。本实用新型设计新颖合理，结构简单，易控制，操作方便，且步进电机转动稳定，精度高，实用性强。

Description

一种步进电机控制装置

技术领域

本实用新型属于电机控制技术领域，具体涉及一种步进电机控制装置。

背景技术

步进电机是将电脉冲信号转换为位移或转速的控制元件，输入一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例，通过改变脉冲频率可以改变电机的转速，通过改变脉冲的方向可以改变电机的转向，因其不受负载变化的影响，所以已被广泛应用于各种控制领域。但是目前步进电机的控制装置还存在一些不足：首先，步进电机的控制策略单一，调节范围较小，控制精度低，系统稳定性不够，而且步进电机机械结构和空间的限制，步进分辨率低,缺乏灵活性；其次，步进电机的性能还受到温度的影响，步进电机的温度包括步进电机所处环境的温度和电机在转动过程中产生的温升，环境的温度较高时，步进电机的温度也会因此而升高，如果步进电机的温度不能及时被散热，当步进电机的温度达到一定程度时，就会带来一些负面影响，步进电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化，影响动态响应，如不及时停机会使步进电机的磁性材料退磁，大大缩短步进电机的寿命；再者，目前的步进电机主要是通过按键输入来控制步进电机的启停、正转、反转和加减速等，而且在一些环境比较恶劣或对身体有损害的地方，人们无法接近步进电机控制器部位，难以实现安全操作，操作不方便；最后，在步进电机转动的过程中，步进电机绕组的电流发生过流，此时如若没有相关人员及时处理可能引发安全事故，传统的步进电机靠熔断器等常规手段来保证步进电机安全，但是其成本高，不能广泛应用。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理、易控制的步进电机控制装置，操作更加简便，提高步进电机转动的稳定性和精度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种步进电机控制装置，其设计新颖合理，结构简单，易控制，操作方便，且步进电机转动稳定，精度高，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种步进电机控制装置，其特征在于：包括微控制器、电源模块、以及与微控制器相接的无线控制模块和液晶触摸屏，所述微控制器的输入端接有角度传感器、用于检测步进电机转速的速度检测模块、用于检测步进电机内部温度的第一温度传感器和用于检测步进电机外部温度的第二温度传感器，所述微控制器的输出端接有指示灯、步进电机控制电路和散热模块；所述速度检测模块包括霍尔传感器和与所述霍尔传感器输出端相接的整形放大电路，所述步进电机控制电路包括电流反馈模块以及依次相接的脉冲调制电路、光电隔离电路、功率放大电路和步进电机，所述散热模块包括继电器驱动电路和与所述继电器驱动电路输出端相接的风扇，所述电流反馈模块包括用于检测步进电机绕组电流且与所述功率放大电路输出端相接的电流采样电路和与所述电流采样电路输出端相接的过流保护电路，所述脉冲调制电路的输入端和继电器驱动电路的输入端均与微控制器的输出端相接，所述过流保护电路的输出端和整形放大电路的输出端均与微控制器的输入端相接，所述微控制器通过无线通信模块与上位机进行通信。

上述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述霍尔传感器包括传感器OH137；所述整形放大电路包括型号为LM358的芯片L1和型号为LM358的芯片L2，所述芯片L1的同相输入端经电阻R49接地，芯片L1的反相输入端经电阻R20与传感器OH137的第3引脚相接，芯片L1的输出端分两路，一路经电阻R40与芯片L1的反相输入端相接，另一路经电阻R38与芯片L2的反相输入端相接；所述芯片L2的同相输入端经电阻R50接地，芯片L2的输出端分两路，一路经电阻R39与芯片L2的反相输入端相接，另一路经电容C11与微控制器相接。

上述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述角度传感器包括IHC3808系列旋转光电编码器。

上述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述第一温度传感器和第二温度传感器均包括传感器PT100。

上述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述脉冲调制电路包括芯片SN74LS194，所述芯片SN74LS194的第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第9引脚、第10引脚和第11引脚均与微控制器相接，芯片SN74LS194的第12引脚、第13引脚、第14引脚和第15引脚分别与电阻R6的一端、电阻R5的一端、电阻R4的一端和电阻R7的一端相接；所述光电隔离电路包括型号为TPL521的芯片U1、型号为TPL521的芯片U2、型号为TPL521的芯片U3和型号为TPL521的芯片U4，所述芯片U1的第2引脚与电阻R7的另一端相接，所述芯片U2的第2引脚与电阻R4的另一端相接，所述芯片U3的第2引脚与电阻R5的另一端相接，所述芯片U4的第2引脚与电阻R6的另一端相接，所述芯片U1的第1引脚、芯片U2的第1引脚、芯片U3的第1引脚和芯片U4的第1引脚的连接端经电阻R18与5V电源输出端相接。

上述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述功率放大电路包括三极管Q4、三极管Q5、三极管Q3和三极管Q2，所述三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极、三极管Q3的发射极和三极管Q2的发射极的连接端经电阻R9与12V电源输出端相接，三极管Q4的基极经电阻R1与芯片U1的第4引脚相接，三极管Q5的基极经电阻R2与芯片U2的第4引脚相接，三极管Q3的基极经电阻R3与芯片U3的第4引脚相接，三极管Q2的基极经电阻R8与芯片U4的第4引脚相接，三极管Q4的集电极分两路，一路经电阻R10与整流二极管D5的阴极相接，另一路经并联的电容C12和电阻R51与步进电机第一绕组的一端相接；三极管Q5的集电极分两路，一路经电阻R28与整流二极管D4的阴极相接，另一路经并联的电容C13和电阻R52与步进电机第一绕组的另一端相接；三极管Q3的集电极分两路，一路经电阻R29与整流二极管D3的阴极相接，另一路经并联的电容C14和电阻R53与步进电机第二绕组的一端相接；三极管Q2的集电极分两路，一路经电阻R30与整流二极管D2的阴极相接，另一路经并联的电容C15和电阻R54与步进电机第二绕组的另一端相接；所述整流二极管D5的阳极、整流二极管D4的阳极、整流二极管D3的阳极和整流二极管D2的阳极均接地。

上述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述电流采样电路包括第一电流采样电路和第二电流采样电路，所述第一电流采样电路包括采样电阻Re1、型号为LM324的芯片U11和型号为LM324的芯片U12，所述芯片U11的同相输入端经电阻R11与采样电阻Re1的一端相接，芯片U11的反相输入端与滑动电阻R12的一个固定端和滑动电阻R12的滑动端的连接端相接，所述滑动电阻R12的另一个固定端接地，芯片U11的输出端分两路，一路经电阻R13与芯片U11的同相输入端相接，另一路与芯片U12的同相输入端相接；所述芯片U12的输出端分两路，一路与芯片U12的反相输入端相接，另一路为第一电流采样电路的信号输出端VoutA；

所述第二电流采样电路包括采样电阻Re2、型号为LM324的芯片U21和型号为LM324的芯片U22，所述芯片U21的同相输入端经电阻R21与采样电阻Re2的一端相接，芯片U21的反相输入端与滑动电阻R22的一个固定端和滑动电阻R22的滑动端的连接端相接，所述滑动电阻R22的另一个固定端接地，芯片U21的输出端分两路，一路经电阻R23与芯片U21的同相输入端相接，另一路与芯片U22的同相输入端相接；所述芯片U22的输出端分两路，一路与芯片U22的反相输入端相接，另一路为第二电流采样电路的信号输出端VoutB。

上述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述过流保护电路包括第一过流保护电路和第二过流保护电路，所述第一过流保护电路包括型号为LM258的芯片U13和三极管Q11，所述芯片U13的反相输入端分两路，一路经R14与5V电源输出端相接，另一路与滑动电阻R15的一个固定端相接；所述滑动电阻R15的滑动端和滑动电阻R15的另一个固定端的连接端接地，所述芯片U13的同相输入端与第一电流采样电路的信号输出端VoutA相接，所述芯片U13的输出端与整流二极管D11的阳极相接，所述整流二极管D11的阴极经电阻R16与三极管Q11的基极相接，所述三极管Q11的发射极接地，所述三极管Q11的集电极分两路，一路经电阻R17与5V电源输出端相接，另一路与微控制器相接；

所述第二过流保护电路包括型号为LM258的芯片U23和三极管Q21，所述芯片U23的反相输入端分两路，一路经R24与5V电源输出端相接，另一路与滑动电阻R25的一个固定端相接；所述滑动电阻R25的滑动端和滑动电阻R25的另一个固定端的连接端接地，所述芯片U23的同相输入端与第二电流采样电路的信号输出端VoutB相接，所述芯片U23的输出端与整流二极管D21的阳极相接，所述整流二极管D21的阴极经电阻R26与三极管Q21的基极相接，所述三极管Q21的发射极接地，所述三极管Q21的集电极分两路，一路经电阻R27与5V电源输出端相接，另一路与微控制器相接。

上述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述无线通信模块包括芯片CC1100。

上述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述微控制器包括DSP微控制器或ARM微控制器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型采用微控制器控制脉冲调制电路产生高准确度的驱动脉冲信号，并通过光电隔离电路和功率放大电路驱动步进电机的转动，降低开发成本，增加了步进电机转动的稳定性和精度，同时设置指示灯，显示步进电机的运动状态，电路简单,便于推广使用。

2、本实用新型通过设置电流采样电路实时检测步进电机绕组中的电流并将采集到的电流值转换为电压值，再经过流保护电路进行比较，当电流采样电路采集的电流较大时，过流保护电路输出低电平，微控制器控制步进电机停止转动，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型采用第一温度传感器和第二温度传感器，实时检测步进电机的外部温度和内部温度，当外部温度大于设定的外部温度阈值或内部温度大于设定的内部温度阈值时，微控制器通过继电器驱动电路给风扇供电同时风扇开始转动，以此来降低步进电机的温度，增加步进电机的寿命，使用方便。

4、本实用新型通过无线通信模块可远程控制步进电机，实现对步进电机转动方向和转速的控制，避免了手动操作或外部设置不方便，提高了步进电机控制的便捷性。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，易控制，操作方便，且步进电机转动稳定，精度高，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型霍尔传感器和整形放大电路的电路连接关系示意图。

图3为本实用新型脉冲调制电路和光电隔离电路的电路连接关系示意图。

图4为本实用新型功率放大电路的电路原理图。

图5A为本实用新型第一电流采样电路的电路原理图。

图5B为本实用新型第二电流采样电路的电路原理图。

图6A为本实用新型第一过流保护电路的电路原理图。

图6B为本实用新型第二过流保护电路的电路原理图。

附图标记说明:

1—微控制器；2-1—霍尔传感器器；2-2—整形放大电路；

3—角度传感器；4—上位机；5—电源模块；

6—第一温度传感器；7—第二温度传感器；8—无线控制模块；

9—指示灯；10-1—脉冲调制电路；10-2—光电隔离电路；

10-3—功率放大电路；11—步进电机；12—电流采样电路；

13—过流保护电路；14—继电器驱动电路；15—风扇；

16-液晶触摸屏。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括微控制器1、电源模块5、以及与微控制器1相接的无线控制模块8和液晶触摸屏16，所述微控制器1的输入端接有角度传感器3、用于检测步进电机11转速的速度检测模块、用于检测步进电机11内部温度的第一温度传感器6和用于检测步进电机11外部温度的第二温度传感器7，所述微控制器1的输出端接有指示灯9、步进电机控制电路和散热模块；所述速度检测模块包括霍尔传感器2-1和与所述霍尔传感器2-1输出端相接的整形放大电路2-2，所述步进电机控制电路包括电流反馈模块以及依次相接的脉冲调制电路10-1、光电隔离电路10-2、功率放大电路10-3和步进电机11，所述散热模块包括继电器驱动电路14和与所述继电器驱动电路14输出端相接的风扇15，所述电流反馈模块包括用于检测步进电机11绕组电流且与所述功率放大电路10-3输出端相接的电流采样电路12和与所述电流采样电路12输出端相接的过流保护电路13，所述脉冲调制电路10-1的输入端和继电器驱动电路14的输入端均与微控制器1的输出端相接，所述过流保护电路13的输出端和整形放大电路2-2的输出端均与微控制器1的输入端相接，所述微控制器1通过无线通信模块8与上位机4进行通信。

实际使用时，所述指示灯9包括发光二极管LED1和发光二极管LED2。所述发光二极管LED1用于指示步进电机11正传，所述发光二极管LED2用于指示步进电机11反转。

如图2所示，本实施例中，所述霍尔传感器2-1包括传感器OH137；所述整形放大电路2-2包括型号为LM358的芯片L1和型号为LM358的芯片L2，所述芯片L1的同相输入端经电阻R49接地，芯片L1的反相输入端经电阻R20与传感器OH137的第3引脚相接，芯片L1的输出端分两路，一路经电阻R40与芯片L1的反相输入端相接，另一路经电阻R38与芯片L2的反相输入端相接；所述芯片L2的同相输入端经电阻R50接地，芯片L2的输出端分两路，一路经电阻R39与芯片L2的反相输入端相接，另一路经电容C11与微控制器1相接。

本实施例中，所述角度传感器3包括IHC3808系列旋转光电编码器。

本实施例中，所述第一温度传感器6和第二温度传感器7均包括传感器PT100。

如图3所示，本实施例中，所述脉冲调制电路10-1包括芯片SN74LS194，所述芯片SN74LS194的第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第9引脚、第10引脚和第11引脚均与微控制器1相接，芯片SN74LS194的第12引脚、第13引脚、第14引脚和第15引脚分别与电阻R6的一端、电阻R5的一端、电阻R4的一端和电阻R7的一端相接。

实际使用时，所述芯片SN74LS194的第1引脚分两路，一路经电阻R48与5V电源输出端相接，另一路经按键S1接地；芯片SN74LS194的第2引脚与芯片SN74LS194的第12引脚和电阻R6的一端的连接端相接，芯片SN74LS194的第7引脚与芯片SN74LS194的第15引脚和电阻R7的一端的连接端相接。当步进电机11出现异常状态时，可以手动操作通过按键S1将SN74LS194的第1引脚置低，切断脉冲信号输出，使步进电机11停止转动。

如图3所示，本实施例中，所述光电隔离电路10-2包括型号为TPL521的芯片U1、型号为TPL521的芯片U2、型号为TPL521的芯片U3和型号为TPL521的芯片U4，所述芯片U1的第2引脚与电阻R7的另一端相接，所述芯片U2的第2引脚与电阻R4的另一端相接，所述芯片U3的第2引脚与电阻R5的另一端相接，所述芯片U4的第2引脚与电阻R6的另一端相接，所述芯片U1的第1引脚、芯片U2的第1引脚、芯片U3的第1引脚和芯片U4的第1引脚的连接端经电阻R18与5V电源输出端相接。

如图4所示，本实施例中，所述功率放大电路10-3包括三极管Q4、三极管Q5、三极管Q3和三极管Q2，所述三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极、三极管Q3的发射极和三极管Q2的发射极的连接端经电阻R9与12V电源输出端相接，三极管Q4的基极经电阻R1与芯片U1的第4引脚相接，三极管Q5的基极经电阻R2与芯片U2的第4引脚相接，三极管Q3的基极经电阻R3与芯片U3的第4引脚相接，三极管Q2的基极经电阻R8与芯片U4的第4引脚相接，三极管Q4的集电极分两路，一路经电阻R10与整流二极管D5的阴极相接，另一路经并联的电容C12和电阻R51与步进电机11第一绕组的一端相接；三极管Q5的集电极分两路，一路经电阻R28与整流二极管D4的阴极相接，另一路经并联的电容C13和电阻R52与步进电机11第一绕组的另一端相接；三极管Q3的集电极分两路，一路经电阻R29与整流二极管D3的阴极相接，另一路经并联的电容C14和电阻R53与步进电机11第二绕组的一端相接；三极管Q2的集电极分两路，一路经电阻R30与整流二极管D2的阴极相接，另一路经并联的电容C15和电阻R54与步进电机11第二绕组的另一端相接；所述整流二极管D5的阳极、整流二极管D4的阳极、整流二极管D3的阳极和整流二极管D2的阳极均接地。

实际使用时，所述并联的电容C12和电阻R51以及步进电机11第一绕组的一端的连接端为步进电机11第一绕组的电流采样端Port1，并联的电容C14和电阻R53以及步进电机11第二绕组的一端的连接端为步进电机11第二绕组的电流采样端Port2。

本实施例中，所述电流采样电路12包括第一电流采样电路和第二电流采样电路。所述第一电流采样电路用于采集步进电机11第一绕组的电流，所述第二电流采样电路用于采集步进电机11第二绕组的电流。

如图5A所示，本实施例中，所述第一电流采样电路包括采样电阻Re1、型号为LM324的芯片U11和型号为LM324的芯片U12，所述芯片U11的同相输入端经电阻R11与采样电阻Re1的一端相接，芯片U11的反相输入端与滑动电阻R12的一个固定端和滑动电阻R12的滑动端的连接端相接，所述滑动电阻R12的另一个固定端接地，芯片U11的输出端分两路，一路经电阻R13与芯片U11的同相输入端相接，另一路与芯片U12的同相输入端相接；所述芯片U12的输出端分两路，一路与芯片U12的反相输入端相接，另一路为第一电流采样电路的信号输出端VoutA。

实际接线时，电阻R11和采样电阻Re1的一端的连接端与步进电机11第一绕组的电流采样端Port1相接，所述采样电阻Re1的另一端接地。

如图5B所示，本实施例中，所述第二电流采样电路包括采样电阻Re2、型号为LM324的芯片U21和型号为LM324的芯片U22，所述芯片U21的同相输入端经电阻R21与采样电阻Re2的一端相接，芯片U21的反相输入端与滑动电阻R22的一个固定端和滑动电阻R22的滑动端的连接端相接，所述滑动电阻R22的另一个固定端接地，芯片U21的输出端分两路，一路经电阻R23与芯片U21的同相输入端相接，另一路与芯片U22的同相输入端相接；所述芯片U22的输出端分两路，一路与芯片U22的反相输入端相接，另一路为第二电流采样电路的信号输出端VoutB。

实际接线时，电阻R21和采样电阻Re2的一端的连接端与步进电机11第二绕组的电流采样端Port2相接，所述采样电阻Re2的另一端接地。

本实施例中，所述过流保护电路13包括第一过流保护电路和第二过流保护电路。所述第一过流保护电路用于防止步进电机11第一绕组发生过流，所述第二过流保护电用于防止步进电机11第二绕组过流。

如图6A所示，本实施例中，所述第一过流保护电路包括型号为LM258的芯片U13和三极管Q11，所述芯片U13的反相输入端分两路，一路经R14与5V电源输出端相接，另一路与滑动电阻R15的一个固定端相接；所述滑动电阻R15的滑动端和滑动电阻R15的另一个固定端的连接端接地，所述芯片U13的同相输入端与第一电流采样电路的信号输出端VoutA相接，所述芯片U13的输出端与整流二极管D11的阳极相接，所述整流二极管D11的阴极经电阻R16与三极管Q11的基极相接，所述三极管Q11的发射极接地，所述三极管Q11的集电极分两路，一路经电阻R17与5V电源输出端相接，另一路与微控制器1相接。

如图6B所示，本实施例中，所述第二过流保护电路包括型号为LM258的芯片U23和三极管Q21，所述芯片U23的反相输入端分两路，一路经R24与5V电源输出端相接，另一路与滑动电阻R25的一个固定端相接；所述滑动电阻R25的滑动端和滑动电阻R25的另一个固定端的连接端接地，所述芯片U23的同相输入端与第二电流采样电路的信号输出端VoutB相接，所述芯片U23的输出端与整流二极管D21的阳极相接，所述整流二极管D21的阴极经电阻R26与三极管Q21的基极相接，所述三极管Q21的发射极接地，所述三极管Q21的集电极分两路，一路经电阻R27与5V电源输出端相接，另一路与微控制器1相接。

本实施例中，所述无线通信模块8包括芯片CC1100。

本实施例中，所述微控制器1包括DSP微控制器或ARM微控制器。

本实用新型使用时，电源模块5为微控制器1提供电源，微控制器1进入工作状态，通过液晶触摸屏16预先设定内部温度阈值和外部温度阈值，角度传感器3实时检测步进电机11转动的角度并将采集到的角度送入微控制器1，布设在步进电机11内部的第一温度传感器6实时检测步进电机11的内部温度并将采集到的内部温度值送入微控制器1，布设在步进电机11外表面的第二温度传感器7实时检测步进电机11的外部温度并将采集到的外部温度值送入微控制器1，霍尔传感器2-1实时检测步进电机11的转速并将采集到的转速信号发送至整形放大电路2-2，经过整形放大电路2-2的放大处理后送入微控制器1，当第一温度传感器6采集到的内部温度值大于预先设定的内部温度阈值或第二温度传感器7采集到的外部温度值大于预先设定的外部温度阈值时，微控制器1控制继电器驱动电路14工作，接通风扇15的电源，风扇15开始工作，降低步进电机11的温度；微控制器1控制液晶触摸屏16对接收到的角度、内部温度值、外部温度值和转速进行实时显示，方便查看，同时，微控制器1通过无线控制模块8将接收到的角度、内部温度值、外部温度值和转速发送给上位机4，上位机4发送的对步进电机11的转动控制命令通过无线控制模块8发送给微控制器1，微控制器1产生初始数字脉冲信号送入脉冲调制电路10-1，脉冲调制电路10-1输出驱动脉冲信号，此脉冲信号经过光电隔离电路10-2后送入功率放大电路10-3，经过功率放大电路10-3放大处理后送入步进电机11，使步进电机11获得高速运行所需的绕组电流，实现步进电机11的稳定运行，保证了步进电机的输出力矩，避免了失步发生。微控制器1控制脉冲调制电路10-1产生符合步进电机11工作的脉冲信号，改变此脉冲信号的方向可改变步进电机11的转动方向，另外，改变此脉冲信号的频率可改变步进电机11的转速。当微控制器1控制步进电机11正转时，指示灯9中发光二极管LED1亮，且随着步进电机11的加速转动，指示灯9中发光二极管LED1的灯光闪烁较快，反之，当步进电机11减速，指示灯9中发光二极管LED1的灯光闪烁较慢；当微控制器1控制步进电机11反转时，指示灯9中发光二极管LED2亮，且随着步进电机11的加速转动，指示灯9中发光二极管LED2的灯光闪烁较快，反之，当步进电机11减速，指示灯9中发光二极管LED2的灯光闪烁较慢；电流采样电路12实时检测步进电机11每相绕组中的电流并将采集到的电流信号转换为电压信号后送入过流保护电路13，当电流采样电路12输出的电压信号小于过流保护电路13中的基准电压时，过流保护电路13输出高电平，步进电机11保持转动状态；当电流采样电路12输出的电压信号大于过流保护电路13中的基准电压(即步进电机11发生过流)时，过流保护电路13输出低电平，微控制器1控制步进电机11停止转动，避免损失的扩大。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种步进电机控制装置，其特征在于：包括微控制器(1)、电源模块(5)、以及与微控制器(1)相接的无线控制模块(8)和液晶触摸屏(16)，所述微控制器(1)的输入端接有角度传感器(3)、用于检测步进电机(11)转速的速度检测模块、用于检测步进电机(11)内部温度的第一温度传感器(6)和用于检测步进电机(11)外部温度的第二温度传感器(7)，所述微控制器(1)的输出端接有指示灯(9)、步进电机控制电路和散热模块；所述速度检测模块包括霍尔传感器(2-1)和与所述霍尔传感器(2-1)输出端相接的整形放大电路(2-2)，所述步进电机控制电路包括电流反馈模块以及依次相接的脉冲调制电路(10-1)、光电隔离电路(10-2)、功率放大电路(10-3)和步进电机(11)，所述散热模块包括继电器驱动电路(14)和与所述继电器驱动电路(14)输出端相接的风扇(15)，所述电流反馈模块包括用于检测步进电机(11)绕组电流且与所述功率放大电路(10-3)输出端相接的电流采样电路(12)和与所述电流采样电路(12)输出端相接的过流保护电路(13)，所述脉冲调制电路(10-1)的输入端和继电器驱动电路(14)的输入端均与微控制器(1)的输出端相接，所述过流保护电路(13)的输出端和整形放大电路(2-2)的输出端均与微控制器(1)的输入端相接，所述微控制器(1)通过无线通信模块(8)与上位机(4)进行通信。

2.按照权利要求1所述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述霍尔传感器(2-1)包括传感器OH137；所述整形放大电路(2-2)包括型号为LM358的芯片L1和型号为LM358的芯片L2，所述芯片L1的同相输入端经电阻R49接地，芯片L1的反相输入端经电阻R20与传感器OH137的第3引脚相接，芯片L1的输出端分两路，一路经电阻R40与芯片L1的反相输入端相接，另一路经电阻R38与芯片L2的反相输入端相接；所述芯片L2的同相输入端经电阻R50接地，芯片L2的输出端分两路，一路经电阻R39与芯片L2的反相输入端相接，另一路经电容C11与微控制器(1)相接。

3.按照权利要求1所述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述角度传感器(3)包括IHC3808系列旋转光电编码器。

4.按照权利要求1所述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述第一温度传感器(6)和第二温度传感器(7)均包括传感器PT100。

5.按照权利要求1所述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述脉冲调制电路(10-1)包括芯片SN74LS194，所述芯片SN74LS194的第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第9引脚、第10引脚和第11引脚均与微控制器(1)相接，芯片SN74LS194的第12引脚、第13引脚、第14引脚和第15引脚分别与电阻R6的一端、电阻R5的一端、电阻R4的一端和电阻R7的一端相接；所述光电隔离电路(10-2)包括型号为TPL521的芯片U1、型号为TPL521的芯片U2、型号为TPL521的芯片U3和型号为TPL521的芯片U4，所述芯片U1的第2引脚与电阻R7的另一端相接，所述芯片U2的第2引脚与电阻R4的另一端相接，所述芯片U3的第2引脚与电阻R5的另一端相接，所述芯片U4的第2引脚与电阻R6的另一端相接，所述芯片U1的第1引脚、芯片U2的第1引脚、芯片U3的第1引脚和芯片U4的第1引脚的连接端经电阻R18与5V电源输出端相接。

6.按照权利要求5所述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述功率放大电路(10-3)包括三极管Q4、三极管Q5、三极管Q3和三极管Q2，所述三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极、三极管Q3的发射极和三极管Q2的发射极的连接端经电阻R9与12V电源输出端相接，三极管Q4的基极经电阻R1与芯片U1的第4引脚相接，三极管Q5的基极经电阻R2与芯片U2的第4引脚相接，三极管Q3的基极经电阻R3与芯片U3的第4引脚相接，三极管Q2的基极经电阻R8与芯片U4的第4引脚相接，三极管Q4的集电极分两路，一路经电阻R10与整流二极管D5的阴极相接，另一路经并联的电容C12和电阻R51与步进电机(11)第一绕组的一端相接；三极管Q5的集电极分两路，一路经电阻R28与整流二极管D4的阴极相接，另一路经并联的电容C13和电阻R52与步进电机(11)第一绕组的另一端相接；三极管Q3的集电极分两路，一路经电阻R29与整流二极管D3的阴极相接，另一路经并联的电容C14和电阻R53与步进电机(11)第二绕组的一端相接；三极管Q2的集电极分两路，一路经电阻R30与整流二极管D2的阴极相接，另一路经并联的电容C15和电阻R54与步进电机(11)第二绕组的另一端相接；所述整流二极管D5的阳极、整流二极管D4的阳极、整流二极管D3的阳极和整流二极管D2的阳极均接地。

7.按照权利要求6所述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述电流采样电路(12)包括第一电流采样电路和第二电流采样电路，所述第一电流采样电路包括采样电阻Re1、型号为LM324的芯片U11和型号为LM324的芯片U12，所述芯片U11的同相输入端经电阻R11与采样电阻Re1的一端相接，芯片U11的反相输入端与滑动电阻R12的一个固定端和滑动电阻R12的滑动端的连接端相接，所述滑动电阻R12的另一个固定端接地，芯片U11的输出端分两路，一路经电阻R13与芯片U11的同相输入端相接，另一路与芯片U12的同相输入端相接；所述芯片U12的输出端分两路，一路与芯片U12的反相输入端相接，另一路为第一电流采样电路的信号输出端VoutA；

所述第二电流采样电路包括采样电阻Re2、型号为LM324的芯片U21和型号为LM324的芯片U22，所述芯片U21的同相输入端经电阻R21与采样电阻Re2的一端相接，芯片U21的反相输入端与滑动电阻R22的一个固定端和滑动电阻R22的滑动端的连接端相接，所述滑动电阻R22的另一个固定端接地，芯片U21的输出端分两路，一路经电阻R23与芯片U21的同相输入端相接，另一路与芯片U22的同相输入端相接；所述芯片U22的输出端分两路，一路与芯片U22的反相输入端相接，另一路为第二电流采样电路的信号输出端VoutB。

8.按照权利要求7所述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述过流保护电路(13)包括第一过流保护电路和第二过流保护电路，所述第一过流保护电路包括型号为LM258的芯片U13和三极管Q11，所述芯片U13的反相输入端分两路，一路经R14与5V电源输出端相接，另一路与滑动电阻R15的一个固定端相接；所述滑动电阻R15的滑动端和滑动电阻R15的另一个固定端的连接端接地，所述芯片U13的同相输入端与第一电流采样电路的信号输出端VoutA相接，所述芯片U13的输出端与整流二极管D11的阳极相接，所述整流二极管D11的阴极经电阻R16与三极管Q11的基极相接，所述三极管Q11的发射极接地，所述三极管Q11的集电极分两路，一路经电阻R17与5V电源输出端相接，另一路与微控制器(1)相接；

所述第二过流保护电路包括型号为LM258的芯片U23和三极管Q21，所述芯片U23的反相输入端分两路，一路经R24与5V电源输出端相接，另一路与滑动电阻R25的一个固定端相接；所述滑动电阻R25的滑动端和滑动电阻R25的另一个固定端的连接端接地，所述芯片U23的同相输入端与第二电流采样电路的信号输出端VoutB相接，所述芯片U23的输出端与整流二极管D21的阳极相接，所述整流二极管D21的阴极经电阻R26与三极管Q21的基极相接，所述三极管Q21的发射极接地，所述三极管Q21的集电极分两路，一路经电阻R27与5V电源输出端相接，另一路与微控制器(1)相接。

9.按照权利要求1所述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述无线通信模块(8)包括芯片CC1100。

10.按照权利要求1所述的一种步进电机控制装置，其特征在于：所述微控制器(1)包括DSP微控制器或ARM微控制器。