CN215420141U - 一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及使用单片机控制步进电机的方法技术领域，具体为一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，包括单片机、D/A转换电路、PWM斩波恒流电路、逻辑电路、功率驱动电路、检测电路和电源模块，本实用新型公开的一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，其驱动部分采用数字脉宽调制的驱动方式，获得高精度、低噪音、低振动的两相混合式步进电机控制驱动器；通过计算机的通讯模块与其单片机连接，使得能够通过计算机对二相混合式步进电机进行精准的脉冲控制；通过采用型号为AT89C52的8位单片机，使整个系统具备低成本、低功耗的特点，从而实现了二相混合式步进电机的低成本控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及使用单片机控制步进电机的方法技术领域，具体为一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统。
背景技术
混合式步进电机它的自带体积小、噪音低、震动弱的特点使它成为步进电机中应用最广泛的一种电机，因此对于混合式步进电机控制器的研究已经成为了当下电机行业的一个热门研究。但以往的步进电机大多采用继电器控制，其结构复杂，成本高，可靠性低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，包括单片机、D/A转换电路、PWM斩波恒流电路、逻辑电路、功率驱动电路、检测电路和电源模块，所述单片机将接收外部的脉冲程序信号输出相应的阶梯电压细分值、相位控制信号和续流控制信号分别给D/A转换电路、PWM斩波恒流电路和逻辑电路，所述D/A转换电路接收来自单片机的阶梯电压细分值信号，通过数模转换器将数字信号转换成相对应的模拟电压信号，输入到PWM斩波恒流电路中，所述PWM斩波恒流电路接收来自D/A转换电路的模拟信号、来自单片机的相位控制信号以及来自检测电路的反馈信号，输出带有相位的PWM控制信号，所述逻辑电路接收到续流控制信号和带相位的PWM控制信号后，经过逻辑转换，输出二相混合式步进电机的控制信号，输出到功率驱动电路，所述功率驱动电路接收来自逻辑电路的控制信号后将信号增强，输出到电机端口，直接驱动步进电机，所述电源模块与单片机和功率驱动电路进行连接供电。
优选的，所述单片机选用AT89C52，其中，AT89C52单片机的Vcc和Vss引脚为主电源引脚，分别接在电源模块的正负两端，XTAL1和XTAL2引脚外接一个晶振电路，为单片机提供时钟信号，所述晶振电路中的两个电容取值为22pF，晶振取值为12MHz。
优选的，所述AT89C52单片机的RST引脚为复用引脚，外接复位电路，其中，复位电路中的电容取值为10μF，电阻取值为10kΩ。
优选的，所述D/A转换电路由TLC7528CN芯片实现，且TLC7528CN芯片的DB端口接收来自AT89C52单片机P3端口的阶梯电压细分值信号，通过数模转换器将数字信号转换为模拟信号并发送给PWM斩波恒流电路作为参考电压值。
优选的，所述PWM斩波恒流电路由L6506芯片及其外围电路实现，且L6506芯片的IN1、IN2、IN3、IN4引脚接收来自单片机的相位控制信号，REF1和REF2引脚接收来自D/A转换电路的参考电压值，Vsense1和Vsense2引脚接收来自检测电路的反馈信号，OUT1、OUT2、OUT3、OUT4端口输出带有相序的PWM信号到逻辑电路。
优选的，所述逻辑电路、功率驱动电路和检测电路由两块L6203芯片以及外围电路实现，且L6203的SEN引脚输出反馈信号到PWM斩波恒流电路，与来自D/A转换电路的参考电压值比较，形成闭环控制，所述L6203芯片的IN1、IN2引脚接收来自PWM斩波恒流电路的带有相序的PWM信号，进行逻辑转换和信号放大，通过OUT1、OUT2引脚输出控制信号到二相混合式步进电机的A相和B相绕组，驱动步进电机旋转。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，其驱动部分采用数字脉宽调制的驱动方式，获得高精度、低噪音、低振动的两相混合式步进电机控制驱动器；通过计算机的通讯模块与其单片机连接，使得能够通过计算机对二相混合式步进电机进行精准的脉冲控制；通过采用型号为AT89C52的8位单片机，使整个系统具备低成本、低功耗的特点，从而实现了二相混合式步进电机的低成本控制。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的L6203芯片内部结构示意图；
图3为本实用新型的TLC7528芯片DACA的简化电路结构示意图；
图4为本实用新型的AT89C52单片机的内部结构示意图；
图5为本实用新型的整体结构示意图；
图6为本实用新型的电路原理图结构示意图。
图中：1、单片机；2、D/A转换电路；3、PWM斩波恒流电路；4、逻辑电路；5、功率驱动电路；6、检测电路；7、电源模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，包括单片机1、D/A转换电路2、PWM斩波恒流电路3、逻辑电路4、功率驱动电路5、检测电路6和电源模块7，单片机1将接收外部的脉冲程序信号输出相应的阶梯电压细分值、相位控制信号和续流控制信号分别给D/A转换电路2、PWM斩波恒流电路3和逻辑电路4，D/A转换电路2接收来自单片机1的阶梯电压细分值信号，通过数模转换器将数字信号转换成相对应的模拟电压信号，输入到PWM斩波恒流电路3中，PWM斩波恒流电路3接收来自D/A转换电路2的模拟信号、来自单片机1的相位控制信号以及来自检测电路6的反馈信号，输出带有相位的PWM控制信号，逻辑电路4接收到续流控制信号和带相位的PWM控制信号后，经过逻辑转换，输出二相混合式步进电机的控制信号，输出到功率驱动电路5，功率驱动电路5接收来自逻辑电路4的控制信号后将信号增强，输出到电机端口，直接驱动步进电机，电源模块7与单片机1和功率驱动电路5进行连接供电。
进一步的，单片机1选用AT89C52，其中，AT89C52单片机的Vcc和Vss引脚为主电源引脚，分别接在电源模块7的正负两端，XTAL1和XTAL2引脚外接一个晶振电路，为单片机提供时钟信号，晶振电路中的两个电容取值为22pF，晶振取值为12MHz。
进一步的，AT89C52单片机的RST引脚为复用引脚，外接复位电路，其中，复位电路中的电容取值为10μF，电阻取值为10kΩ。
进一步的，D/A转换电路2由TLC7528CN芯片实现，且TLC7528CN芯片的DB端口接收来自AT89C52单片机P3端口的阶梯电压细分值信号，通过数模转换器将数字信号转换为模拟信号并发送给PWM斩波恒流电路3作为参考电压值。
进一步的，PWM斩波恒流电路3由L6506芯片及其外围电路实现，且L6506芯片的IN1、IN2、IN3、IN4引脚接收来自单片机的相位控制信号，REF1和REF2引脚接收来自D/A转换电路2的参考电压值，Vsense1和Vsense2引脚接收来自检测电路6的反馈信号，OUT1、OUT2、OUT3、OUT4端口输出带有相序的PWM信号到逻辑电路4。
进一步的，逻辑电路4、功率驱动电路5和检测电路6由两块L6203芯片以及外围电路实现，且L6203的SEN引脚输出反馈信号到PWM斩波恒流电路3，与来自D/A转换电路2的参考电压值比较，形成闭环控制，L6203芯片的IN1、IN2引脚接收来自PWM斩波恒流电路3的带有相序的PWM信号，进行逻辑转换和信号放大，通过OUT1、OUT2引脚输出控制信号到二相混合式步进电机的A相和B相绕组，驱动步进电机旋转。
本实用新型公开的一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，其驱动部分采用数字脉宽调制的驱动方式，获得高精度、低噪音、低振动的两相混合式步进电机控制驱动器；通过计算机的通讯模块与其单片机1连接，使得能够通过计算机对二相混合式步进电机进行精准的脉冲控制；通过采用型号为AT89C52的8位单片机，使整个系统具备低成本、低功耗的特点，从而实现了二相混合式步进电机的低成本控制。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，包括单片机(1)、D/A转换电路(2)、PWM斩波恒流电路(3)、逻辑电路(4)、功率驱动电路(5)、检测电路(6)和电源模块(7)，其特征在于：所述单片机(1)将接收外部的脉冲程序信号输出相应的阶梯电压细分值、相位控制信号和续流控制信号分别给D/A转换电路(2)、PWM斩波恒流电路(3)和逻辑电路(4)，所述D/A转换电路(2)接收来自单片机(1)的阶梯电压细分值信号，通过数模转换器将数字信号转换成相对应的模拟电压信号，输入到PWM斩波恒流电路(3)中，所述PWM斩波恒流电路(3)接收来自D/A转换电路(2)的模拟信号、来自单片机(1)的相位控制信号以及来自检测电路(6)的反馈信号，输出带有相位的PWM控制信号，所述逻辑电路(4)接收到续流控制信号和带相位的PWM控制信号后，经过逻辑转换，输出二相混合式步进电机的控制信号，输出到功率驱动电路(5)，所述功率驱动电路(5)接收来自逻辑电路(4)的控制信号后将信号增强，输出到电机端口，直接驱动步进电机，所述电源模块(7)与单片机(1)和功率驱动电路(5)进行连接供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，其特征在于：所述单片机(1)选用AT89C52，其中，AT89C52单片机的Vcc和Vss引脚为主电源引脚，分别接在电源模块(7)的正负两端，XTAL1和XTAL2引脚外接一个晶振电路，为单片机提供时钟信号，所述晶振电路中的两个电容取值为22pF，晶振取值为12MHz。
3.根据权利要求2所述的一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，其特征在于：所述AT89C52单片机的RST引脚为复用引脚，外接复位电路，其中，复位电路中的电容取值为10μF，电阻取值为10kΩ。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，其特征在于：所述D/A转换电路(2)由TLC7528CN芯片实现，且TLC7528CN芯片的DB端口接收来自AT89C52单片机P3端口的阶梯电压细分值信号，通过数模转换器将数字信号转换为模拟信号并发送给PWM斩波恒流电路(3)作为参考电压值。
5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，其特征在于：所述PWM斩波恒流电路(3)由L6506芯片及其外围电路实现，且L6506芯片的IN1、IN2、IN3、IN4引脚接收来自单片机的相位控制信号，REF1和REF2引脚接收来自D/A转换电路(2)的参考电压值，Vsense1和Vsense2引脚接收来自检测电路(6)的反馈信号，OUT1、OUT2、OUT3、OUT4端口输出带有相序的PWM信号到逻辑电路(4)。
6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，其特征在于：所述逻辑电路(4)、功率驱动电路(5)和检测电路(6)由两块L6203芯片以及外围电路实现，且L6203的SEN引脚输出反馈信号到PWM斩波恒流电路(3)，与来自D/A转换电路(2)的参考电压值比较，形成闭环控制，所述L6203芯片的IN1、IN2引脚接收来自PWM斩波恒流电路(3)的带有相序的PWM信号，进行逻辑转换和信号放大，通过OUT1、OUT2引脚输出控制信号到二相混合式步进电机的A相和B相绕组，驱动步进电机旋转。
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