[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

本發明涉及一種基于ARM密集多路步進電機控制系統的信號和電源隔離系統，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；所述電源隔離模塊與ARM處理器密集多路步進電機驅動模塊、地隔離模塊分別連接；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。本發明有效的提高了步進電機控制系統整體的安全性、獨立性、抗干擾性等。

技術領域

本發明涉及ARM處理器控制系統領域，具體涉及一種基于ARM密集多路步進電機控制系統的信號和電源隔離系統。

背景技術

在嵌入式控制領域中，步進電機是不可或缺的主要執行元件之一，隨著嵌入式技術的快速發展，嵌入式處理器的性能有大幅度的提升以及嵌入式實時控制功能變得更加完善，基于嵌入式處理器的多部步進電機實時控制系統也能夠更加穩定、可靠。隨著通用串行總線廣泛應用以及在工業領域對于數字信號傳輸通信穩定性和安全性的要求，數字隔離器廣泛應用于控制系統當中。在密集多路步進電機控制系統當中，由于需要實現對多個步進電機的單獨以及實時控制，相較于單路或者普通多路的步進電機控制系統，密集多路步進電機控制系統對于供電、數字通信的安全性和可靠性有著更大的要求，因此將信號和電源隔離對于密集多路步進電機控制系統的意義重大，能有效的提高電路和控制系統整體的安全性、可靠性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于ARM密集多路步進電機控制系統的信號和電源隔離系統，有效的提高了步進電機控制系統整體的安全性、獨立性、抗干擾性等。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

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，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；所述電源隔離模塊與ARM處理器密集多路步進電機驅動模塊、地隔離模塊分別連接；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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，所述地隔離模塊包括將5V和3.3V數字地的DGND，?24V電源地GND、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。

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的控制方法，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實現從而對M孔徑的控制。