应用于步进电机的128微步细分驱动器设计.doc

应用于步进电机的128微步细分控制模块 凡夫 一 概述 用八位高速MCU做主控芯片，采用软件微步细分算法和硬件恒流斩波控制技术，实现了最高可达128微步细分驱动，可选择8档步进电机驱动电流。设计的标准模块可以与多种电机的H桥功率驱动芯片搭配组成高性价比、低成本的步进电机微步细分驱动器。输入控制信号有高速光耦隔离，具有较高的抗干扰性能。 二 特性 ● 模块双电压供电，+5和+12V 驱动器输入电压范围+14~+48V ● 静止时电流自动减半控制 ● 可驱动4，6，8线两相步进电机 ● 脉冲／方向（CW/CCW）输入 ● 光隔离差分信号输入，脉冲最高响应频率最高可达400KHz ● 可选择2/4/8/16/32/64/128细分精度 ● 八档电流设定，可选0.26Ａ／0.53Ａ／0.80Ａ／1.06Ａ／1.32Ａ／1.59Ａ／1.85Ａ／2.12Ａ(见4.2) ● 详细资料加QQ:2110435 三 模块硬件接口 如图1所示，模块接口主要包含三个部分，J100、J101、J102。 图 1 J100引脚定义如下： 引脚号 引脚名称 Brake，高电平 4 MODE Mode，低电平 5 OUT_EN 输出使能，低电平 6 VA A相参考电压输出 7 VB B相参考电压输出 8 +5V 供电电源，+5.0V 9 GND 地 10 +12V 供电电源，+12V J101引脚定义如下： 引脚号 引脚名称 引脚描述 1 P+ 步进脉冲高速光耦隔离输入正端，光耦导通为步进脉冲一次有效输入。 2 P- 步进脉冲高速光耦隔离输入负端 3 D+ 方向信号光耦隔离输入正端，光耦导通为正转，光耦截止为反转。 4 D- 方向信号光耦隔离输入负端 J101引脚定义如下： 引脚号 引脚名称 引脚描述 1 EN+ 使能信号光耦隔离输入正端，光耦导通为使能，一般悬空即可。 2 EN- 使能信号光耦隔离输入负端 3 GND 内部测试地（不使用） 四 接口电路设计 1）输入信号控制电路 模块输入信号有脉冲信号、方向信号和使能信号，均有光耦隔离,驱动可按图2电路设计。 图 2 典型驱动电流为20ｍＡ, 当VCC=5V时，R短接，当VCC=12V时，R为360Ω1/4W，当VCC=24V时1KΩ1/2W。 2）输出信号控制电路 图3是Allegro公司全桥PWM马达驱动A3952的电路（也可以用A4973），模块输出控制信号全部直接与J200对接。 图 3 电源设计为宽电压输入+14~50V，适应各种步进电机的不同工作电压要求。电机最大驱动电流由J100连接器pin.6~7输出参考电压VA和VB，以及A3952SW的pin.12接的电流检测电阻决定。 模块板上的拨码开关SW8、SW7、SW6选择电机最大电流： 序号 SW8 SW7 SW6 参考电压(VREF) 1 off off off 1.33 2 off off on 2.65 3 off on off 3.98 4 off on on 5.30 5 on off off 6.63 6 on off on 7.95 7 on on off 9.28 8 on on on 10.60 根据R201、R202计算最大步进电机驱动电流： (VREF/10)/RSENSOR=(10.60/10)/0.5=2.12A 五 步进电机驱动演示 功率驱动电路PCB(原理图见图3): 模块用板对板连接器与功率驱动电路PCB对接组成步进电机驱动器: 在XS200连接器A+A-、B+B-接上步进电机，用电机运动控制板发生步进脉冲送到模块即可驱动电机运转： 第1页 共6页 V1.0