CN2924926Y - 一种多功能步进电机驱动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种多功能步进电机驱动器，包括单片机、电机类型选定电路、电机工作方式选择电路和放大电路，其中的电机类型选定电路、电机工作方式选择电路采用开关组实现，电路的结构简单，构成器件少，成本低，抗干扰能力强，通用性极强，并且速度调节范围广，反应快速准确，调整方便，具有很好的应用价值及前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多功能步进电机驱动器。
背景技术
目前，可以实现多种步进电机不同工作方式用的驱动器，一般都包括单片机、电机类型选定电路、电机工作方式选择电路和放大电路几个部分，其中，电机类型选定电路和电机工作方式选择电路主要由键盘、显示电路和一些扩展芯片组成，其中键盘、显示电路主要包括键盘、显示控制器，行驱动器，列驱动器，显示器和键盘等部分。单片机由键盘得到命令和数据，通过地址锁存器将指令地址送给程序存储器，从而由程序存储器得到操作指令，并按照相应指令发出相应脉冲信号，经放大后驱动步进电机。键盘一般都采用的是4×4矩阵式键盘，键盘处理程序必须先扫描行线和列线，判断有无按键按下，是哪个按键按下，键的功能是什么，而且还要考虑按键在闭合和断开时的抖动问题；而显示控制器首先把要显示的数据通过列驱动器送到显示器上，再由行扫描线输出行控制信号，通过行驱动器再加到显示器上，从而实现数据的显示。
采用上述方案的驱动器，由于其采用的芯片较多，电路也相当复杂，程序也十分繁琐，会相应的降低驱动器整个系统的稳定性和可靠性。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述技术问题，提供一种多功能步进电机驱动器，结构简单，稳定可靠。
本实用新型实现上述目的方案是：一种多功能步进电机驱动器，包括单片机、电机类型选定电路、电机工作方式选择电路和放大电路；所述电机类型选定电路、电机工作方式选择电路、放大电路分别与所述单片机连接；所述放大电路包括用于控制步进电机的输出端；所述电机类型选定电路包括并联的开关组。
上述的多功能步进电机驱动器，所述电机工作方式选择电路包括并联的开关组。
上述的多功能步进电机驱动器，所述开关组为拨码开关组。
上述并联的开关组包括至少一个拨码开关、至少一个分压电阻，所述每一拨码开关与一分压电阻构成一串联支路，各串联支路分别与所述单片机各输入脚连接。所述并联的开关组包括四个拨码开关、四个分压电阻，构成四个串联支路。
采用本实用新型的技术方案，采用软硬件结合实现步进电机驱动，且电机类型选定电路和电机工作方式选择电路的结构简单，构成器件少，成本低，抗干扰能力强，能够满足不同步进电机的驱动需要，通用性极强，并且速度调节范围广，反应快速准确，调整方便，具有很好的应用价值及前景。
附图说明
图1是本实用新型电路原理图。
图2是本实用新型实施例电路示意图。
图3是本实用新型实施例的放大电路电路图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
参见图1，一种多功能步进电机驱动器，包括单片机1、电机类型选定电路2、电机工作方式选择电路3和放大电路4。电机类型选定电路接到单片机的P0口上；电机工作方式选择电路的接单片机的P1口上；脉冲信号由单片机的P2口输出，经放大电路放大后驱动步进电机5。
电机类型选定电路2包括并联的开关组，电机工作方式选择电路3包括并联的开关组。电机类型选定电路2的开关组数为n(n为自然数)，步进电机的类型数为N(N为自然数)，当N取2的对数后为整数时，则n＝log2N；当N取2的对数后不是整数时，则n＝[log2N]+1；采用各开关组的断开和闭合的组合来选择电机类型，例如，步进电机的类型数为16，那么设定电机类型选定电路2的开关组数为4。
单片机1采用AT89C52型号；电机类型选定电路2包括：电源VCC，电阻R1、R2、R3、R4等，拨码开关S1、S2、S3、S4等。电源VCC通过电阻分别与单片机的P0口各引脚相连，同时P0口各引脚又分别通过拨码开关接地。通过拨码开关的开和关，可以使单片机的P0的相应引脚复位或置位，从而程序判定目前应为哪种电机。步进电机的类型总共有12种，包括三相单三拍、三相双三拍、三相六拍、四相单四拍、四相双四拍、四相八拍、五相单五拍、五相双五拍、五相十拍、六相单六拍、六相双六拍和六相十二拍，设定电机类型选定电路2的并联开关组数为4，包括并联的四个拨码开关S1、S2、S3和S4，分别接到P0口的P0.0、P0.1、P0.2和P0.3上；电机工作方式选择电路的四个拨码开关K1、K2、K3和K4分别接到P1口的P1.0、P1.1、P1.2和P1.3上；单片机的P2口的P2.0、P2.1、P2.2…分别通过放大电路与步进电机的A、B、C…各相连，由于P2口有8个引脚，所以只要改变电机类型选定电路的开关数和程序，就可以满足高至八相的任何相数、任何时序的步进电机的驱动需要。
参见表1，其为本实施例中电机类型选定电路2的4条开关组的断开和关闭的组合与电机类型的对应关系，其中“0”表示断开，“1”表示闭合。
表1电机类型与驱动输出数据的对应关系
| 电机类型 | 开关状态 | 数据输出 | ||||||||||
| S4 | S3 | S2 | S1 | P2.0 | P2.1 | P2.2 | P2.3 | P2.4 | P2.5 | P2.6 | P2.7 | |
| 三相单三拍 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 三相双三拍 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 三相六拍 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 四相单四拍 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 四相双四拍 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 四相八拍 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 五相单五拍 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 五相双五拍 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 五相十拍 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 六相单六拍 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 六相双六拍 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 六相十二拍 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
电机工作方式选择电路(3)包括：电源VCC，电阻R11、R12、R13、R14，拨码开关K1、K2、K3、K4。电源VCC通过电阻R11～R14与单片机P1口的P1.0～P1.3引脚相连，同时引脚P1.0～P1.3又分别通过拨码开关K1～K4接地。其中K1接P1.0引脚，当K1接通时，电机启动，K1断开时电机停止；K2接P1.1引脚，当K2接通时，电机正转，K2断开时电机反转(前提是K1接通)；K3接通且K4断开为加速，K4接通且K3断开为减速，K3和K4同时接通或断开为匀速。
由于单片机输出口的驱动能力有限，不能满足步进电机的高电压及大电流要求，所以在输出口上必须加一个放大电路。如图3所示的放大电路，三极管T1起到开关作用，当三极管截止时，无集电极电流流通，开关相当于断开，当三极管饱和时，流过的集电极电流最大，开关相当于闭合，该开关“动作”可由加于基极的电流来控制。由T2、T3两个三极管组成达林顿式功放电路，驱动步进电机的绕组，使步进电机绕组的静态电流达到近2A。电路中使用光电耦合器将控制和驱动信号隔离，当控制输入信号为低电平时，T1截止，输出高电平，则红外发光二极管截止，光敏三极管不导通，因此绕组中无电流流过，当输入信号为高电平时，T1饱和导通，于是红外发光二极管被点亮，使光敏三极管导通，向功率驱动级晶体管提供基极电流，使其导通，使电流通过绕组。
工作过程：当多功能步进电机驱动器通电后，单片机1扫描与电机类型选定电路2的各开关组相连的P0口，判断电机类型；再扫描与电机工作方式选择电路3的各开关组相连的P1口，判断工作方式，然后执行相应的程序，输出相应的脉冲，通过放大电路4驱动步进电机5工作。以四相双四拍为例，其接线图如下图2，把电机的A、B、C、D四相分别通过放大电路后与单片机的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3相连，其电机类型选定电路的开关状态为“0100”，即S3闭合，其他三个开关断开。其步序存储状态表如下表2：
表2四相双四拍步进电机步序存储状态表
| 步序 | 地址 | 工作状态 | 状态字 |
| 0 | 00H | AB | 03H |
| 1 | 01H | BC | 06H |
| 2 | 02H | CD | 0CH |
| 3 | 03H | DA | 09H |
当系统通电后，首先对系统进行初始化，然后再扫描P0口，通过P0口判断电机类型，再扫描P1口，如果P1.0为高电位“1”，表示开关K1没有闭合，则表示个启动电机，系统处于等待状态，P2口没有输出，如果P1.0为低电位“0”，表示开关K1闭合了，则判断是正转还是反转，是加速还是减速等，并执行相应程序，输出相应的脉冲。
Claims (7)
1、一种多功能步进电机驱动器，包括单片机(1)、电机类型选定电路(2)、电机工作方式选择电路(3)和放大电路(4)；所述电机类型选定电路(2)、电机工作方式选择电路(3)、放大电路(4)分别与所述单片机(1)连接；所述放大电路(4)包括用于控制步进电机的输出端；其特征是：所述电机类型选定电路(2)包括并联的开关组。
2、如权利要求1所述的多功能步进电机驱动器，其特征是：所述电机工作方式选择电路(3)包括并联的开关组。
3、如权利要求1或2所述的多功能步进电机驱动器，其特征是：所述开关组为拨码开关组。
4、如权利要求2所述的多功能步进电机驱动器，其特征是：所述并联的开关组包括至少一个拨码开关、至少一个分压电阻，所述每一拨码开关与一分压电阻构成一串联支路，各串联支路分别与所述单片机各输入脚连接。
5、如权利要求3所述的多功能步进电机驱动器，其特征是：所述并联的开关组包括多个至少一个拨码开关、至少一个分压电阻，所述每一拨码开关与一分压电阻构成一串联支路，各串联支路分别与所述单片机各输入脚连接。
6、如权利要求4所述的多功能步进电机驱动器，其特征是：所述并联的开关组包括四个拨码开关(S1、S2、S3、S4)、四个分压电阻(R1、R2、R3、R4)，构成四个串联支路。
7、如权利要求5所述的多功能步进电机驱动器，其特征是：所述并联的开关组包括四个拨码开关( K1、K2、K3、K4)、四个分压电阻(R11、R12、R13、R14)，构成四个串联支路。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200620017204 CN2924926Y (zh) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | 一种多功能步进电机驱动器 |
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| CN 200620017204 CN2924926Y (zh) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | 一种多功能步进电机驱动器 |
Publications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN101807879A (zh) * | 2010-04-12 | 2010-08-18 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 微型多功能电机驱动控制器 |
| CN104061649A (zh) * | 2013-03-18 | 2014-09-24 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器升降门控制方法、微处理器以及空调器升降门装置 |
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2006
- 2006-07-20 CN CN 200620017204 patent/CN2924926Y/zh not_active Expired - Lifetime
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