[發(fā)明專利]步進電機驅動控制器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010280597.1
• 申請日: 2010-09-14
• 公開（公告）號: CN101964622A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 林強;曾沛穎;李紅;朱健強
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H02P8/40
• 分類號: H02P8/40
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發(fā)明涉及步進電機，特別是一種步進電機驅動控制器，該驅動控制器主要用于一些有智能精密控制要求的場合，如精密儀器、工業(yè)控制系統(tǒng)等領域。還廣泛應用于噴涂設備、醫(yī)療儀器及設備等。完成步進電機轉速、方向和步數的調整和控制。?

背景技術

對于步進電機的控制和驅動，目前大多采用單片機結合步進電機專用芯片進行控制，類似于《單片機8051務實與應用》p207的結構，(《單片機8051務實與應用》，楊忠煌等編著，中國水利水電出版社，2001年6月)；或采用計算機外擴接口卡與步進電機驅動模塊連接方法進行控制，如專利94223287.9，200810121354.6，200820081417.5等。采用的方法都是將驅動器和控制器(單片機或計算機接口卡)分開，控制器提供控制邏輯如方向信號(“0”或“1”)、脈沖信號給驅動器，驅動器將邏輯信號進行邏輯分配和電流放大后輸出給步進電機。?

上述在先技術的缺點是：?

1、總體控制結構復雜，成本高。《單片機8051務實與應用》中采用上位機1(這里是單片機)控制，如圖1所示，通過其I/O口連接步進電機驅動器2驅動步進電機3運轉，操作時還要額外配備鍵盤電路4和鍵盤或按鈕5，甚至顯示電路6和顯示屏7，對單片機1而言這些額外配備是較困難且復雜的。專利94223287.9，200810121354.6，200820081417.5則由上位機1(這里是計算機)通過其擴展I/O接口卡8，如圖2所示，連接步進電機驅動器2驅動步進電機3運轉，結構復雜，成本高。?

2、上位機工作負載大。上述在先技術中每產生一個脈沖信號或方向變化都需要花費上位機1(單片機或計算機)的時間，上位機1需要花費大量的時間通過其I/O口或擴展I/O接口卡8產生方向信號、脈沖信?號等控制邏輯信號，上位機工作負載很大。?

3、難以實現多臺步進電機或遠程步進電機控制。一方面對多電機的控制，單片機或計算機擴展接口卡的軟件結構復雜，另一方面，由于信號的衰減，單片機或計算機擴展接口卡對步進電機遠程控制是難以實現的。?

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題在于克服上述在先控制技術的缺點，提供一種步進電機驅動控制器，該步進電機驅動控制器智能可編程，具有結構簡單、成本低、大大減輕上位機的工作負載，能實現多臺步進電機控制和遠程控制的特點。?

本發(fā)明的技術解決方案如下：?

一種用于步進電機的轉速、方向和步數調整和控制的步進電機驅動控制器，特點在于其構成包括步進電機控制電路和步進電機驅動電路并集成在一塊電路板上；?

所述的步進電機控制電路由可編程CPU芯片及其典型外圍工作電路、通信口擴展芯片和通信接口組成，所述的可編程CPU芯片通過所述的通信口擴展芯片擴展出與上位機的通信接口，所述的可編程CPU芯片固化有工作軟件和標識號或地址號；?

所述的步進電機驅動電路由步進電機驅動芯片及其典型外圍工作電路和步進電機接口組成，所述的步進電機驅動芯片的使能、脈沖和方向的引腳與所述的可編程CPU芯片的I/O口相連；所述的步進電機接口由步進電機驅動芯片直接引出。?

所述的可編程CPU芯片是8051單片機或其他微處理器。?

所述的可編程CPU芯片具有所屬步進電機驅動控制器唯一的標識號或地址號。?

所述的通信口擴展芯片根據通信接口選取：當通信接口為RS232接口時，通信口擴展芯片選取MAX3232或類似功能的芯片；當通信接口?為RS485接口時，通信口擴展芯片選取MAX485或類似功能的芯片；當通信接口為CAN接口時，通信口擴展芯片選取PCA82C250或類似功能的芯片。?

所述的通信接口是RS232接口、RS485接口或CAN接口。?

所述的步進電機驅動芯片是A3977芯片或其他步進電機驅動芯片。?

所述的通信接口經一個接口轉換器與所述的上位機相連。?

述的可編程CPU芯片典型外圍工作電路可參照可編程CPU芯片的使用文檔設計。?

所述的步進電機驅動芯片典型外圍工作電路可參照步進電機驅動芯片的使用文檔設計。?

本發(fā)明的技術特點：?

1、本發(fā)明步進電機驅動控制器包含了一個與上位機通信的通信接口和一個步進電機接口，接口簡單。?

2、本發(fā)明步進電機驅動控制器的工作特點：所述的步進電機驅動控制器通過通信接口接受上位機的命令包，對命令包解析后形成控制邏輯，經其內部步進電機驅動電路的步進電機接口輸出給步進電機。?