一種步進電機控制系統的製作方法

2023-06-10 11:26:01 1

本實用新型涉及電機驅動技術領域，具體涉及一種基於步進電機驅動晶片的步進電機控制系統。

背景技術：

由於步進電機能夠對電機轉動位置進行準確地控制，隨著科學技術的發展，尤其是電子信息技術的發展，對步進電機的控制方式已呈現多元化。

目前，市面上步進電機的驅動需要控制模塊的多個信號輸出端與驅動模塊相連接。如專利申請號為CN201610144699.8的文件，權利要求書中要求保護範圍為「一種基於AT89C52單片機的步進電機控制系統，其特徵在於，包括步進電機、輸入模塊、顯示模塊、8279晶片、AT89C52單片機、電源模塊，所述輸入模塊與8279晶片接口相連，所述顯示模塊與8279晶片接口相連，所述8279 晶片與AT89C52單片機相連，所述AT89C52單片機與步進電機相連，所述電源模塊與步進電機相連」。在說明書中解釋本發明為控制步進電機，作為控制模塊的單片機需要產生A、B、C、D四相信號控制電機。在項目中如果要用到多臺電機時，則會對單片機的IO口數量有大量需求，以至於需要增加額外的單片機，大大增加了成本。

技術實現要素：

本實用新型是基於上述技術問題提出，通過對步進電機的控制系統改進，從而減少一臺電機所需控制模塊的信號輸出端數量，增加了一個步進電機控制系統所能控制的電機數量，降低成本。

為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：

一種步進電機控制系統，包括控制模塊、驅動模塊、步進電機，控制模塊的輸出端與驅動模塊輸入端相連接，其特徵在於，所述控制系統還包括反相模塊，與驅動模塊輸入端相連接的控制模塊輸出端也與反相模塊輸入端相連；反相模塊輸出端與驅動模塊輸入端相連。

進一步的，所述步進電機控制系統，其控制模塊為單片機。

進一步的，所述步進電機控制系統，其驅動模塊為電機驅動晶片。

進一步的，所述步進電機控制系統，其驅動晶片型號採用的是28埠的 DRV8881，所述驅動晶片的工作電壓24V。

進一步的，所述步進電機控制系統，其反相模塊為反相器。

進一步的，所述步進電機控制系統，其反相器型號為V4_74LVC2G04GW，所述反相器兼容電壓3.3V和5V。

進一步的，所述步進電機控制系統，其步進電機為兩相步進電機。

進一步的，所述步進電機控制系統還包括限流電阻。

進一步的，所述步進電機控制系統中控制模塊和反相模塊通過限流電阻與驅動模塊相連

本實用新型的技術方案與現有技術相比具有如下有益效果。

1.通過應用本實用新型的步進電機控制系統，只需要一個輸出埠就可以形成兩個控制信號，減少對控制模塊信號輸出端數量的需求。

2.通過應用本實用新型的步進電機控制系統，相比於現在技術減少了控制一臺電機所需的信號輸出埠數量，增加了步進電機控制系統所能控制的電機數量，降低成本。

附圖說明

圖1是本實用新型整體的電路連接圖；

圖2是實施例一示意圖；

圖3是實施例二單片機NUVOTON_M0518模塊圖；

圖4是實施例二步進電機的驅動電路圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本實用新型一種步進電機控制系統進行詳細說明。此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

實施例一：

圖2為本實用新型實施例一的步進電機控制系統，包括1個單片機、2個反向器IC2A和IC2B、1個驅動晶片、1個兩相步進電機以及若干導線。所述單片機具有多個IO埠，以其中兩個IO埠為例。一個IO埠與所述驅動晶片輸入端AIN1直接相連，同時此IO埠也通過反向器IC2A與驅動晶片輸入端AIN2 相連。另一個IO埠與所述驅動晶片輸入端BIN1相連接，同時此IO埠也通過反向器IC2B與驅動晶片輸入端BIN2相連。所述驅動晶片的四個輸出埠A、B、分別與所述兩相步進電機的四個輸入埠一一對應連接。

步進電機控制系統運行時，兩個IO埠分別發送信號PWM1到驅動晶片的輸入端AIN1和反相器IC2A、PWM3到驅動晶片的輸入端BIN1和反相器IC2B。反相器IC2A和IC2B將接收到的信號PWM1、PWM3轉換為 PWM2、PWM4，並發送到驅動晶片的輸入端AIN2、BIN2。驅動晶片接收到信號PWM1、PWM2、PWM3和PWM4後，通過輸出埠A、Β、輸出控制信號，控制步進電機的運行。

本實施例中，為實現對一個步進電機控制只需要佔用單片機兩個IO埠，而現有技術則需要佔用四個IO埠。

實施例二：

圖3和圖4是本實用新型實施例二的步進電機控制系統，包括1個單片機 NUVOTON_M0518、1個反相器V4_74LVC2G04GW、1個驅動晶片DRV8881、限流電阻RP3、1個兩相步進電機電機P3和若干導線、電阻及電容組成。

圖3是單片機NUVOTON_M0518模塊圖，其有64個埠，單片機輸出端 23、24分別與反相器V4_74LVC2G04GW的輸入端A1、A2相連。反相器輸出端Y1、Y2與限流電阻RP3輸入端3、5相連接。限流電阻RP3輸入端1、7與單片機的輸出端23、24相連接。限流電阻RP3輸入端1、3、5、7和輸出端2、 4、6、8一一對應連接。驅動晶片共有28個埠，工作電壓為24V，其輸入埠21、22、23、24分別與限流電阻RP3的輸出端2、4、6、8直接連接，輸出端5、7、8、10分別與步進電機P3連接，輸出端2、4、6、8和輸出端5、7、8、 10一一對應連接。

步進電機控制系統運行時，從圖4中單片機發送PWM3B信號傳送至限流電阻RP3的輸入端1和反相器輸入端A1、發送PWM3A信號傳送至限流電阻RP3 的輸入端7和反相器輸入端A2。反相器將PWM3A和PWM3B信號翻轉，再由埠Y2、Y1輸出，發送至限流電阻RP3的輸入端5和3。四種PWM信號通過限流電阻RP3發送至驅動晶片，進而控制電機運行。

在本實例中，限流電阻RP3的作用是保護驅動晶片免受過流衝擊。

本實用新型的具體實施例中，驅動電路與控制電路採用單獨的電源供電，它們之間互不影響，電路電容起到抗幹擾和隔離電位的作用。與現在技術相比，本實用新型電路只需要單片機發送兩個PWM信號，經過反相器的作用將PWM3A 和PWM3B信號翻轉，共產生四路PWM電平信號，再經保護電阻發送至驅動晶片，從而控制電機運作，達到了現在技術的效果，同時減少對單片機IO口的需要量，降低成本。