[發明專利]基于ARM密集多路步進電機控制系統的信號和電源隔離系統

有效

• 申請號: 202111059985.1
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113794410B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 吳銜譽;莊嘉權;林忠麟;王威雄;謝琦;徐志翔;黃峰
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02P8/40
• 分類號: H02P8/40;H02P8/36;G05B19/042
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳鼎桂;蔡學俊

1.一種基于ARM密集多路步進電機控制系統的信號和電源隔離系統，其特征在于，包括上位機、第一數字信號隔離模塊、ARM處理器、第二數字信號隔離模塊、密集多路步進電機驅動模塊、電源隔離模塊、地隔離模塊、N路步進電機*M孔徑密集多路運動模塊；所述上位機、第一數字信號隔離模塊、ARM處理器、第二數字信號隔離模塊、密集多路步進電機驅動模塊、N路步進電機*M孔徑密集多路運動模塊依次連接；所述電源隔離模塊分別與ARM處理器密集多路步進電機驅動模塊以及地隔離模塊連接；所述地隔離模塊還與ARM處理器、密集多路步進電機驅動模塊分別連接；

所述第一數字信號隔離模塊和第二數字信號隔離模塊結構相同，均包括依次連接的噪聲濾波器、邊緣檢測器、編碼和驅動變壓器、隔離屏屏障器和解碼器；

所述電源隔離模塊包括USB和24V開關電源；所述USB為5V電源，直接為ARM處理器提供5V電源，同時經由電壓轉換模塊轉換為3.3V電壓，為ARM處理器提供3.3V電源；所述24V開關電源經由密集多路DC/DC電源隔離模塊，由24V電壓轉換為12V電壓，與密集多路步進電機驅動模塊相連，為密集多路步進電機驅動模塊分別提供N路單獨隔離的12V電源，為密集多路步進電機驅動模塊中的N路步進電機驅動芯片供電。

2.根據權利要求1所述的基于ARM密集多路步進電機控制系統的信號和電源隔離系統，其特征在于，所述地隔離模塊包括將5V和3.3V數字地的DGND、24V電源地GND以及密集多路地隔離模塊；所述密集多地隔離模塊中的N個電源地GDNx單獨隔離。

3.一種如權利要求1-2任意一項所述的基于ARM密集多路步進電機控制系統的信號和電源隔離系統的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1:所述上位機發送控制信號經第一數字信號隔離模塊處理后送至ARM處理器；

步驟S2:ARM處理器接收、處理上位機所發送的控制信號，并發送脈沖控制信號經第二數字信號隔離模塊處理后送至密集多路步進電機驅動模塊；

步驟S3:密集多路步進電機驅動模塊發送驅動信號至N路步進電機*M孔徑密集多路運動模塊，對N路步進電機進行控制從而實現對M孔徑的控制。

4.根據權利要求3所述的基于ARM密集多路步進電機控制系統的信號和電源隔離系統的控制方法，其特征在于，所述數字信號隔離模塊獲取信號后先經過噪聲濾波器，消除噪聲或者毛刺對輸入信號的干擾，有效的減少信號傳輸過程中有效信號所受到的影響，避免意外的觸發邊緣檢測；然后經過濾波之后的信號輸入邊緣檢測器中，將上升沿或者下降沿信號編碼為單脈沖或者雙脈沖信號；經由邊緣檢測器所輸出的脈沖信號用來驅動變壓器，使得脈沖信號能夠進入隔離屏障器當中；經由隔離屏障器輸出的信號，由單脈沖或者雙脈沖信號解碼為上升沿或者下降沿信號，最后將該信號進行輸出。