基于A(yíng)3972的步進(jìn)電機驅動(dòng)模塊設計

　　A3972控制芯片

　　A3972是Allegro公司的64細分雙DMOS全橋微步距PWM步進(jìn)電機驅動(dòng)集成電路，CPU可通過(guò)時(shí)鐘、數據、選通3線(xiàn)串口對其進(jìn)行控制，包括步進(jìn)電機的方向、速度、步進(jìn)法(細分)的設置?？刂浦噶钜源袛祿问酵ㄟ^(guò)兩個(gè)字的格式寫(xiě)入，一個(gè)為橋電流數據字，一個(gè)為控制時(shí)間數據字。它的工作電壓可達50V，驅動(dòng)電流達1.5A，一個(gè)A3972即可驅動(dòng)一臺二相步進(jìn)電機。

　　A3972具有優(yōu)良的特性，芯片內部的SPWM電流控制電路可通過(guò)串口設置其工作在整步、半步、1/4步等，最多可至1/64步，每一步的負載電流可以按最大值的1.56%增量進(jìn)行設置。其特有的電流慢、快、混合等3種電流衰減模式可以使步進(jìn)電機工作在不同的負載和轉速下，而且都能獲得較理想的電流波形。另外，它易于與單片機接口，控制方式靈活。

　　A3972的功率驅動(dòng)采用DMOS結構及高速SPWM開(kāi)關(guān)模式，因此功耗極小，基本可不用散熱器，可降低成本(去除散熱器)和體積。

　　A3972還能提供完善的保護措施，其中包括抑制瞬態(tài)電壓、過(guò)熱保護、防止電流直通、欠電壓自鎖等功能。因此，A3972不失為一種高性能的串行控制步進(jìn)電機微步距驅動(dòng)器。

　　系統硬件設計

　　本步進(jìn)電機驅動(dòng)模塊的設計是應用于本研究所研發(fā)的自動(dòng)收發(fā)卡機的收發(fā)卡機構。根據使用需求，整體系統的硬件設計，大致可以分為控制部分、驅動(dòng)部分、切換部分及電源部分。

　　如圖1所示，系統主要由控制、驅動(dòng)、切換及電源四部分組成。

　　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。