基于A(yíng)3972的步進(jìn)電機驅動(dòng)模塊設計

　　控制電路

　　控制接口由三種控制信號組成，分別是方向控制信號、使能控制信號及切換控制信號。實(shí)際應用中按需要給出這三種控制信號的高低電平(5V)即可方便、有效地控制電機的運轉。

　　控制部分的核心是單片機及其控制軟件，通過(guò)光隔電路接收由自動(dòng)收發(fā)卡機主控器給出的各種控制命令，結合細分選擇開(kāi)關(guān)的設置，按需求通過(guò)3線(xiàn)串行接口控制著(zhù)步進(jìn)電機的細分倍數、運行脈沖頻率、正反轉、運行速度、單次運行線(xiàn)位移、啟停以及切換不同工位電機等。

　　該部分電路主要由單片機及其外圍電路組成(見(jiàn)圖2)。單片機選擇8051 單片機STC12C4052，具有速度高、可靠性高、在系統可編程等優(yōu)點(diǎn)。S1撥碼開(kāi)關(guān)為細分選擇開(kāi)關(guān)，根據S1的值可通過(guò)串口(STR、CLK、DATA)設置電機工作在整步、半步、1/4步、1/8步、1/16步、1/32、1/64等多種方式下。

　　驅動(dòng)電路

　　驅動(dòng)部分是電機可靠運行的關(guān)鍵，本部分除可按命令完成驅動(dòng)電機的正反轉、加速啟動(dòng)、停止等功能外，還需考慮降低功耗和體積。印制電路板布線(xiàn)應采用粗地線(xiàn)，A3972直接焊接在印制板上，可以提高電路的電氣性能和散熱性能。

　　A3972的外圍電路簡(jiǎn)單，只需要少量的外部元器件和幾根控制線(xiàn)就可構成一個(gè)完整的微步距驅動(dòng)二相步進(jìn)電機電路(見(jiàn)圖3)。撥碼開(kāi)關(guān)S2用來(lái)設置橋輸出的最大負載工作電流ITRIPMAX = VREF/(Range × Rs)，不同的設置VREF的值不同。如撥碼開(kāi)關(guān)的第一位導通，則VREF=1.25(1+R10/R11)。其中Range由控制字0決定，本文中Range值為8，Rs值為0.22Ω。

　　切換電路

　　由于自動(dòng)收發(fā)卡機的設計是基于雙工位(工作通道)的，所以本驅動(dòng)模塊內部自帶電機切換電路，可以驅動(dòng)分時(shí)工作的兩路電機。切換部分由低功耗的MOS對管集成芯片及外圍電路組成(見(jiàn)圖4)。

　　電源(DC/DC變換)電路

　　為了使模塊的控制部分有一穩定的工作環(huán)境(包括電壓穩定、抗干擾等)，電源部分采用小功率DC/DC變換芯片做成24V—5V的開(kāi)關(guān)穩壓電源(非隔離型)，供模塊內控制部分使用。另加入過(guò)壓保護、電源方向保護電路，以提高可靠性，如圖5所示。V1為特快速整流二極管，這里可以起到電源方向保護的作用。D1的輸出電壓為VOUT=1.25(1+R2/R1)，給D2提供一個(gè)相對穩定、安全的輸入電壓，再經(jīng)過(guò)D2電壓轉換為VOUT=1.25(1+R4/R5)即5V。