CN217388575U - 一种支持串口通信的步进电机驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种支持串口通信的步进电机驱动电路，包括电源电路、拨码开关电路、主控电路、串行通讯接口、电机驱动电路，通过这些电路组成电机控制，实现正转、反转、不同角度转动、和力矩控制。步进电机控制性能好，通过改变脉冲频率的高低就可以在很大范围内调节的转速(或线速度)，并能快速启动、制动和反转。若用同一频率的脉冲控制电机时，它们可以同步运行，种种优良控制特点使之具有良好的应用前景和市场效应。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机控制领域，尤其涉及一种支持串口通信的步进电机驱动电路。
背景技术
步进电机，它体积小，损耗小，工作效率高，重量轻，跟一般电机相比，应用起来更具有优势。由于步进电机不需要跟一般的电机一样需要无功率励磁电流，所以工作效率高，功率因数高，定子电流跟定子电阻的损耗比较小，控制性好。
步进电机控制器是一种能够发出均匀脉冲信号的电子产品，它发出的信号进入步进电机驱动器后，会由驱动器转换成步进电机所需要的强电流信号，带动步进电机运转。步进电机控制器能够准确的控制步进电机转过每一个角度。
驱动器所接收的是脉冲信号，每收到一个脉冲，驱动器会给电机一个脉冲使电机转过一个固定的角度，就因为这个特点，步进电机才会被广泛的应用到现在的各个行业里。
步进电机驱动器通常为速度编码器和开关信号独立控制，存在不能与其它电器设备更好衔接的缺点。
发明内容
为了让本电路的电机驱动器能够与更多电器设备配套使用，本实用新型的电机驱动电路采用串口通讯形式与其它电器设备通讯建立良好的控制方式。
本实用新型的电路主要是一种串口通信的步进电机驱动电路，通过串行接口控制电机以不同形式动作，如正转反转、加速、转动到某一角度，电源提供电机驱动电路供电的同时，还把电压稳压在3.3V为主控芯片供电，主控电路把不同时序的电平信号给电机驱动电路，从而使电机绕组线圈与电机磁钢产生相斥的磁矩，让电机旋转起来，用户操作拨码开关的电平信号给主控芯片，主控芯片通过程序的算法控制电机驱动电路的导通时间从而改变电机的不同力矩输出，主控芯片的串行通信接口还与其它设备通讯控制电机的动作。
所述电源电路包括外部电源接口、12VDC电机驱动电源、稳压块U1、稳压块U4、电源指示电路，所述外部电源接口P1的第2引脚把外部的12VDC电源引入，经电容C3、C4滤波作为所述12VDC电机驱动电源；所述接口P1的第2引脚接稳压块U1的第3引脚，把外部电源引入；所述稳压块U1把12VDC稳压为5V电压，经第2、4引脚输出后接电容C1、C2滤波作为所述电机驱动电路的工作电源；另外所述稳压块U1的2、4引脚连接稳压块U4的第3脚作为电源输入，所述稳压块U4的第2引脚输出3.3V电压经电容C9、C7滤波作为所述主控芯片的电源；LED1阳极接所述稳压块U4的第2引脚阴极串连R4电阻到地，组成电源指示电路。
所述拨码开关电路的主要器件为SW1拨码开关，所述SW1拨码开关的1、2、3、4引脚接电源地，5、6、7、8引脚依次连接主控芯片的28、27、26、25引脚，同时所述SW1拨码开关的5、6、7、8引脚分别接上拉电阻RN1到所述稳压块U4的第2引脚输出的3.3V。
所述主控电路的主要核心器件为STM32F103C8T6芯片U3，所述STM32F103C8T6芯片U3的第5、6引脚外接8MHz晶振Y2与C11、C13电容组成系统时基振荡电路、第3、4引脚外接32768KHz晶振Y1与C10、C12电容组成系统RTC时钟频率振荡电路；第24、36、48引脚接所述稳压块U4的第2引脚输出的3.3V，第9引脚接R6电阻到稳压块U4的第2引脚输出的3.3V为数字电源引脚，第23、35、47引脚接电源地，第8引脚接R5电阻到电源地为模拟电源地引脚，所述STM32F103C8T6芯片U3的第18引脚接D1的阴极，阳极串连电阻R2到所述稳压块U4的第2引脚输出的3.3V，所述STM32F103C8T6芯片U3的第39引脚接D2的阴极，阳极串连电阻R3到所述稳压块U4的第2引脚输出的3.3V，行成所述STM32F103C8T6芯片的运行指示电路。
所述串行通讯接口为P2连接器,所述P2连接器的第1引脚连接所述稳压块U4的第2引脚输出的3.3V，第4引脚接电源地；第2引脚连接所述STM32F103C8T6芯片的第12引脚，第3引脚连接所述STM32F103C8T6芯片的第12引脚，组成串口通讯接口与其它设备连接，控制电机运作。
所述电机驱动电路的主要核心器件为A4950ELJTR-T芯片U5与A4950ELJTR-T芯片U6，所述A4950ELJTR-T芯片U5的第5引脚接12VDC电源，第1、7、9引脚接地，第4引脚接5V电源；第2、3引脚分别接所述STM32F103C8T6芯片的第45、46引脚，所述A4950ELJTR-T芯片U5的第8、6引脚分别连接H2连接器的第1、2引脚；所述A4950ELJTR-T芯片U6的第5引脚接12VDC电源，第1、7、9引脚接地，第4引脚接5V电源，第2、3引脚分别接所述STM32F103C8T6芯片的第21、22引脚，所述A4950ELJTR-T芯片U6的第8、6引脚分别连接H2连接器的第3、4引脚；所述H2连接器为连接步进电机接口。
有益效果：
用串口通讯与主控芯片之间交互数据的形式，使步进电机驱动器所接收的是脉冲信号，每收到一个脉冲，驱动器会给电机一个脉冲使电机转过一个固定的角度、及正转、反转、不同力矩、加速、来控制电机动作。
附图说明
图1电源电路；
图2拨码开关操作电路；
图3主控电路；
图4电机驱动电路；
图5 系统功能结构图。
具体实施方式
为了便于理解本发明电路，下面结合附图和具体实施例，对发明电路进行更详细的说明。附图中给出了本电路的较佳的实施例，但是本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
实施方式：
如图5所示，一种支持串口通信的步进电机驱动电路，包括电源电路、拨码开关电路、主控电路、串行通讯接口、电机驱动电路，通过这些电路组成电机的转动控制。
如图1所示， U1稳压块把12VDC电压稳压在5V为电机驱动芯片提供工作电源，P1接口的12VDC为电机驱动电作电源，U4稳压块把12VDC电压稳压在3.3V为主控芯片供电，LED1作为电源指示灯。
如图2所示， SW1为拨码开关，包含4个小开关，通过4个开关的不同开关位置组合，把这些组合开关信号给主控芯片，让主控芯片控制电机驱动电路按不同力矩控制电机转动。
如图3所示，U3为电机控制的逻辑控制芯片通过P2接口与其它设备通信，使之用这个接口串行通讯来控制电机转动，SWD1为程序下载接口，为开发者提供烧录程序使用。
如图4所示，U5、U6两个芯片A4950ELJTR-T的2、4引脚连接主控芯片调整不同时序，通过第8第7引脚连接H2连接器接步进电机进行控制。电机驱动芯片A4950ELJTR-T第4引接5V供电，第5引脚接12VDC供电。
Claims (6)
1.一种支持串口通信的步进电机驱动电路，其特征在于，包括电源电路、拨码开关电路、主控电路、串行通讯接口、电机驱动电路，电源提供电机驱动电路供电的同时，还把电压稳压在3.3V为主控芯片供电，主控电路把不同时序的电平信号给电机驱动电路，从而使电机绕组线圈与电机磁钢产生相斥的磁矩，让电机旋转起来，用户操作拨码开关的电平信号给主控芯片，主控芯片通过程序的算法控制电机驱动电路的导通时间从而改变电机的不同力矩输出，主控芯片的串行通信接口还与其它设备通讯控制电机的动作。
2.根据权利要求1所述的支持串口通信的步进电机驱动电路，其特征在于，所述电源电路包括外部电源接口、12VDC电机驱动电源、稳压块U1、稳压块U4、电源指示电路，所述外部电源接口P1的第2引脚把外部的12VDC电源引入，经电容C3、C4滤波作为所述12VDC电机驱动电源；所述接口P1的第2引脚接稳压块U1的第3引脚，把外部电源引入；所述稳压块U1把12VDC稳压为5V电压，经第2、4引脚输出后接电容C1、C2滤波作为所述电机驱动电路的工作电源；另外所述稳压块U1的2、4引脚连接稳压块U4的第3脚作为电源输入，所述稳压块U4的第2引脚输出3.3V电压经电容C9、C7滤波作为所述主控芯片的电源；LED1阳极接所述稳压块U4的第2引脚阴极串连R4电阻到地，组成电源指示电路。
3.根据权利要求1所述的支持串口通信的步进电机驱动电路，其特征在于，所述拨码开关电路的主要器件为SW1拨码开关，所述SW1拨码开关的1、2、3、4引脚接电源地，5、6、7、8引脚依次连接主控芯片的28、27、26、25引脚，同时所述SW1拨码开关的5、6、7、8引脚分别接上拉电阻RN1到所述稳压块U4的第2引脚输出的3.3V。
4.根据权利要求1所述的支持串口通信的步进电机驱动电路，其特征在于，所述主控电路的主要核心器件为STM32F103C8T6芯片U3，所述STM32F103C8T6芯片U3的第5、6引脚外接8MHz晶振Y2与C11、C13电容组成系统时基振荡电路、第3、4引脚外接32768KHz晶振Y1与C10、C12电容组成系统RTC时钟频率振荡电路；第24、36、48引脚接所述稳压块U4的第2引脚输出的3.3V，第9引脚接R6电阻到稳压块U4的第2引脚输出的3.3V为数字电源引脚，第23、35、47引脚接电源地，第8引脚接R5电阻到电源地为模拟电源地引脚，所述STM32F103C8T6芯片U3的第18引脚接D1的阴极，阳极串连电阻R2到所述稳压块U4的第2引脚输出的3.3V，所述STM32F103C8T6芯片U3的第39引脚接D2的阴极，阳极串连电阻R3到所述稳压块U4的第2引脚输出的3.3V，行成所述STM32F103C8T6芯片的运行指示电路。
5.根据权利要求4所述的支持串口通信的步进电机驱动电路，其特征在于，所述串行通讯接口为P2连接器,所述P2连接器的第1引脚连接所述稳压块U4的第2引脚输出的3.3V，第4引脚接电源地；第2引脚连接所述STM32F103C8T6芯片的第12引脚，第3引脚连接所述STM32F103C8T6芯片的第12引脚，组成串口通讯接口与其它设备连接，控制电机运作。
6.根据权利要求5所述的支持串口通信的步进电机驱动电路，其特征在于，所述电机驱动电路的主要核心器件为A4950ELJTR-T芯片U5与A4950ELJTR-T芯片U6，所述A4950ELJTR-T芯片U5的第5引脚接12VDC电源，第1、7、9引脚接地，第4引脚接5V电源；第2、3引脚分别接所述STM32F103C8T6芯片的第45、46引脚，所述A4950ELJTR-T芯片U5的第8、6引脚分别连接H2连接器的第1、2引脚；所述A4950ELJTR-T芯片U6的第5引脚接12VDC电源，第1、7、9引脚接地，第4引脚接5V电源，第2、3引脚分别接所述STM32F103C8T6芯片的第21、22引脚，所述A4950ELJTR-T芯片U6的第8、6引脚分别连接H2连接器的第3、4引脚；所述H2连接器为连接步进电机接口。
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