步进电机驱动控制电路

摘要

本发明揭示了一种步进电机驱动控制电路，其包括单片机、多个驱动芯片、与每个驱动芯片相连接的电机、以及为上述器件提供电力的电源电路，所述驱动芯片为驱动芯片，所述单片机包括一个用于输入或输出电机运作参数的通信接口，所述单片机根据电机运作参数，控制多个驱动芯片以驱动多个电机的运作。本发明采用单片机控制驱动芯片驱动多台电机的运作，输入端口少，单片机资源足够。

权利要求

1.一种步进电机驱动控制电路，其特征在于，其包括单片机、多个驱动芯片、与每个驱动芯片相连接的电机、以及为上述器件提供电力的电源电路，所述驱动芯片为驱动芯片，所述单片机包括一个用于输入或输出电机运作参数的通信接口，所述单片机根据电机运作参数，控制多个驱动芯片以驱动多个电机的运作。

2.根据权利要求1所述的步进电机驱动控制电路，其特征在于，所述步进电机驱动控制电路的通信接口采用RS232接口。

3.根据权利要求1所述的步进电机驱动控制电路，其特征在于，所述单片机与所述驱动芯片之间通过光耦隔离器进行信号隔离。

4.根据权利要求1所述的步进电机驱动控制电路，其特征在于，所述光耦隔离器包括8个引脚，其接3.3V的电源。

5.根据权利要求1所述的步进电机驱动控制电路，其特征在于，所述单片机为52个引脚的单片机，其供电电压为3.3V及5V。

6.根据权利要求1所述的步进电机驱动控制电路，其特征在于，所述驱动芯片包括30个引脚，其通过5V电源供电。

7.根据权利要求3所述的步进电机驱动控制电路，其特征在于，所述光耦隔离器与驱动芯片之间的输入信号包括CLK信号及CW信号。

8.根据权利要求1所述的步进电机驱动控制电路，其特征在于，所述驱动芯片通过四个输出端与所述电机连接。

说明书

步进电机驱动控制电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电机领域，尤其涉及一种可驱动多台电机运作的步进电机驱动控制电路。

背景技术

[0002] 步进电机是一种感应电机，随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

[0003] 现有技术中，常见的步进电机驱动器都是采用两路信号控制步进电机的运作，一路脉冲信号控制运转速度，一路电平信号控制运转方向。此类驱动器的控制形式对驱动器的资源占用比较大，特别是控制多台步进电机时，现有技术中的步进电机驱动电路的资源不足以满足多台步进电机的运作要求。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种新的步进电机驱动控制电路。

[0005] 为实现上述发明目的之一，本发明采用的技术方案如下：一种步进电机驱动控制电路，其包括单片机、多个驱动芯片、与每个驱动芯片相连接的电机、以及为上述器件提供电力的电源电路，所述驱动芯片为驱动芯片，所述单片机包括两个用于输入电机运作参数的输入端，所述单片机根据电机运作参数，控制多个驱动芯片以驱动多个电机的运作。

[0006] 作为本发明的进一步改进，所述步进电机驱动控制电路的通信接口采用RS232接口。

[0007] 作为本发明的进一步改进，所述单片机与所述驱动芯片之间通过光耦隔离器进行信号隔离。

[0008] 作为本发明的进一步改进，所述光耦隔离器包括8个引脚，其接3.3V的电源。

[0009] 作为本发明的进一步改进，所述单片机为52个引脚的单片机，其供电电压为3.3V及5V。

[0010] 作为本发明的进一步改进，所述驱动芯片包括30个引脚，其通过5V电源供电。

[0011] 作为本发明的进一步改进，所述光耦隔离器与驱动芯片之间的输入信号包括CLK信号及CW信号。

[0012] 作为本发明的进一步改进，所述驱动芯片通过四个输出端与所述电机连接。

[0013] 与现有技术相比，本发明采用单片机控制驱动芯片驱动多台电机的运作，输入端口少，单片机资源足够，使用灵活，驱动器寿命长。

附图说明

[0014] 图1是本发明步进电机驱动控制电路的模块示意图；图2是本发明一具体实施方式中C8051F340单片机的电路图；
图3是本发明一具体实施方式中光耦隔离器的电路图；
图4是本发明一具体实施方式中THB6128驱动芯片的电路图。

具体实施方式

[0015] 以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

[0016] 请参图1所示，在本发明具体实施方式中，所提及的步进电机驱动控制电路，其包括一52 pin的C8051F340单片机、多个驱动芯片、与每个驱动芯片相连接的电机、以及为上述器件提供电力的电源电路，驱动芯片采用THB6128驱动芯片，C8051F340单片机包括两个用于输入电机运作参数的输入端，所述C8051F340单片机根据电机运作参数，控制多个驱动芯片以驱动多个电机的运作。其中，驱动芯片的数量不受限制，完全取决与电机的数量，本说明书中仅以控制两台电机的具体实施例来对本发明的技术方案进行解释。

[0017] 参图2所示，通过此C8051F340单片机芯片上的T1OUT以及T2OUT引脚来输入电机的运转参数，通过3.3V及VDD5V的电源给其供电，优选地，本实施方式汇总，步进电机驱动控制电路的通信接口采用RS232接口，其可以与外部控制系统直接连接，如此，只需要通过串口向该单片机模块发送各电机的序号、运转速度，运转方向信息；或电机序号、位置信息等，即可同时控制多个步进电机的运动状态。因现有普遍的电路中，控制一个电机的运转往往至少需要3或4的输入口来实现控制，所以往往导致单片机资源不够用，且线路连接更为复杂，本实施方式中的单片机将输入端口减少到两个，连线更为简单，且满足多个电机的控制。

[0018] 参图3所示，在本发明优选地实施方式中，单片机与THB6128驱动芯片之间通过光耦隔离器进行信号隔离，以增强硬件的稳定性以及抗干扰能力，光耦隔离器种类很多。本实施方式中，更为优选地，所述光耦隔离器采用TLP521-2光耦隔离器，其电路连接图如图3，其中，由于控制两台电机，所以本发明采用了3个TLP521-2光耦隔离器来进行信号隔离，其中，此芯片包括8pin，其1、3脚接3.3V的电源，而5、7脚均接地。

[0019] 其中，U6芯片的6脚输出为CLK，8脚输出为ST/VCC，2脚接C8051F340单片机上的P3.0 ST/VCC脚，而4脚接C8051F340单片机上的P3.1 CLK脚； U7芯片的6脚输出为ST/VCC1，8脚输出为CW，2脚接C8051F340单片机上的P3.2 CW脚，而4脚接C8051F340单片机上的P3.3 ST/VCC1脚；U9芯片的6脚输出为CW1，8脚输出为CLK1，2脚接C8051F340单片机上的P3.4 CLK1脚，而4脚接C8051F340单片机上的P3.5 CW1脚。

[0020] 参图4所示，其为本发明具体实施例中驱动两台电机的两个THB6128驱动芯片的电路连接图。其中，其通过12V电源对电路进行供电，具体地，其3,5,11脚均连接12V电源；其16、24~29脚均为驱动器参数设定引脚，用5V电源提供逻辑电平来设定驱动参数。

[0021] 其中，第一驱动芯片U8的21脚输入CLK信号，22脚输入CW信号，输出端为OUT1A、OUT2A、OUT1B、OUT2B，这四个输出信号直接连接到第一电机上，进行对第一电机进行驱动；而第二驱动芯片U10的21脚输入CLK1信号，22脚输入CW1信号，输出端为OUT1A1、OUT2A1、OUT1B1、OUT2B1，这四个输出信号直接连接到第二电机上，进行对第二电机进行驱动，如此实现了本发明对两个电机进行驱动控制的技术方案。

[0022] 综上，本发明驱动电路与控制电路用单独的电源供电，控制回路用光耦进行隔离，增加驱动电流设置的控制电路，以增强硬件的稳定性和抗干扰能力；在软件方面开发一套专用的通信控制协议进行控制，维护方便。此模块化设计的步进电机驱动控制电路，使其他控制系统在控制步进电机时，只需要通过串口向该模块发送电机序号、速度，方向信息或电机序号、位置信息即可同时控制多个步进电机的运动状态。这种驱动器能够根据步进电机不同的运动状态自动改变驱动电流的大小，以达到降低驱动芯片的温度和节能效果，也能够增加驱动器的使用寿命；并且本发明还采用128细分模式，配合0.9度步距角的步进电机，在不使用减速器的情况下，控制精度就可以达到0.001度，步进电机的运动。

[0023] 值得一提的是，目前市面上有很多串口的扩展模块，如无线串口模块、串口服务器模块等，将这些模块步进电机驱动控制器即可做到无线控制步进电机、互联网控制步进电机等，扩展性极佳。与现有技术相比，本发明采用C8051F340单片机控制驱动芯片驱动多台电机的运作，输入端口少，单片机资源足够，且采用THB6128驱动芯片作为驱动芯片，使用灵活，驱动器寿命长。

[0024] 应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

[0025] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。