專利名稱：一種多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
目前，可以實(shí)現(xiàn)多種步進(jìn)電機(jī)不同工作方式用的驅(qū)動(dòng)器，一般都包括單片機(jī)、電機(jī)類型選定電路、電機(jī)工作方式選擇電路和放大電路幾個(gè)部分，其中，電機(jī)類型選定電路和電機(jī)工作方式選擇電路主要由鍵盤、顯示電路和一些擴(kuò)展芯片組成，其中鍵盤、顯示電路主要包括鍵盤、顯示控制器，行驅(qū)動(dòng)器，列驅(qū)動(dòng)器，顯示器和鍵盤等部分。單片機(jī)由鍵盤得到命令和數(shù)據(jù)，通過(guò)地址鎖存器將指令地址送給程序存儲(chǔ)器，從而由程序存儲(chǔ)器得到操作指令，并按照相應(yīng)指令發(fā)出相應(yīng)脈沖信號(hào)，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。鍵盤一般都采用的是4×4矩陣式鍵盤，鍵盤處理程序必須先掃描行線和列線，判斷有無(wú)按鍵按下，是哪個(gè)按鍵按下，鍵的功能是什么，而且還要考慮按鍵在閉合和斷開(kāi)時(shí)的抖動(dòng)問(wèn)題；而顯示控制器首先把要顯示的數(shù)據(jù)通過(guò)列驅(qū)動(dòng)器送到顯示器上，再由行掃描線輸出行控制信號(hào)，通過(guò)行驅(qū)動(dòng)器再加到顯示器上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。
采用上述方案的驅(qū)動(dòng)器，由于其采用的芯片較多，電路也相當(dāng)復(fù)雜，程序也十分繁瑣，會(huì)相應(yīng)的降低驅(qū)動(dòng)器整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的方案是一種多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括單片機(jī)、電機(jī)類型選定電路、電機(jī)工作方式選擇電路和放大電路；所述電機(jī)類型選定電路、電機(jī)工作方式選擇電路、放大電路分別與所述單片機(jī)連接；所述放大電路包括用于控制步進(jìn)電機(jī)的輸出端；所述電機(jī)類型選定電路包括并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組。
上述的多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述電機(jī)工作方式選擇電路包括并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組。
上述的多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述開(kāi)關(guān)組為撥碼開(kāi)關(guān)組。
上述并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組包括至少一個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)、至少一個(gè)分壓電阻，所述每一撥碼開(kāi)關(guān)與一分壓電阻構(gòu)成一串聯(lián)支路，各串聯(lián)支路分別與所述單片機(jī)各輸入腳連接。所述并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組包括四個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)、四個(gè)分壓電阻，構(gòu)成四個(gè)串聯(lián)支路。
采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，采用軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，且電機(jī)類型選定電路和電機(jī)工作方式選擇電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)成器件少，成本低，抗干擾能力強(qiáng)，能夠滿足不同步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)需要，通用性極強(qiáng)，并且速度調(diào)節(jié)范圍廣，反應(yīng)快速準(zhǔn)確，調(diào)整方便，具有很好的應(yīng)用價(jià)值及前景。


圖1是本實(shí)用新型電路原理圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例電路示意圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的放大電路電路圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
參見(jiàn)圖1，一種多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括單片機(jī)1、電機(jī)類型選定電路2、電機(jī)工作方式選擇電路3和放大電路4。電機(jī)類型選定電路接到單片機(jī)的P0口上；電機(jī)工作方式選擇電路的接單片機(jī)的P1口上；脈沖信號(hào)由單片機(jī)的P2口輸出，經(jīng)放大電路放大后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)5。
電機(jī)類型選定電路2包括并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組，電機(jī)工作方式選擇電路3包括并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組。電機(jī)類型選定電路2的開(kāi)關(guān)組數(shù)為n(n為自然數(shù))，步進(jìn)電機(jī)的類型數(shù)為N(N為自然數(shù))，當(dāng)N取2的對(duì)數(shù)后為整數(shù)時(shí)，則n＝log2N；當(dāng)N取2的對(duì)數(shù)后不是整數(shù)時(shí)，則n＝[log2N]+1；采用各開(kāi)關(guān)組的斷開(kāi)和閉合的組合來(lái)選擇電機(jī)類型，例如，步進(jìn)電機(jī)的類型數(shù)為16，那么設(shè)定電機(jī)類型選定電路2的開(kāi)關(guān)組數(shù)為4。
單片機(jī)1采用AT89C52型號(hào)；電機(jī)類型選定電路2包括電源VCC，電阻R1、R2、R3、R4等，撥碼開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、S4等。電源VCC通過(guò)電阻分別與單片機(jī)的P0口各引腳相連，同時(shí)P0口各引腳又分別通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)接地。通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)的開(kāi)和關(guān)，可以使單片機(jī)的P0的相應(yīng)引腳復(fù)位或置位，從而程序判定目前應(yīng)為哪種電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)的類型總共有12種，包括三相單三拍、三相雙三拍、三相六拍、四相單四拍、四相雙四拍、四相八拍、五相單五拍、五相雙五拍、五相十拍、六相單六拍、六相雙六拍和六相十二拍，設(shè)定電機(jī)類型選定電路2的并聯(lián)開(kāi)關(guān)組數(shù)為4，包括并聯(lián)的四個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)S1、S2、S3和S4，分別接到P0口的P0.0、P0.1、P0.2和P0.3上；電機(jī)工作方式選擇電路的四個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)K1、K2、K3和K4分別接到P1口的P1.0、P1.1、P1.2和P1.3上；單片機(jī)的P2口的P2.0、P2.1、P2.2…分別通過(guò)放大電路與步進(jìn)電機(jī)的A、B、C…各相連，由于P2口有8個(gè)引腳，所以只要改變電機(jī)類型選定電路的開(kāi)關(guān)數(shù)和程序，就可以滿足高至八相的任何相數(shù)、任何時(shí)序的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)需要。
參見(jiàn)表1，其為本實(shí)施例中電機(jī)類型選定電路2的4條開(kāi)關(guān)組的斷開(kāi)和關(guān)閉的組合與電機(jī)類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中“0”表示斷開(kāi)，“1”表示閉合。
表1電機(jī)類型與驅(qū)動(dòng)輸出數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

電機(jī)工作方式選擇電路(3)包括電源VCC，電阻R11、R12、R13、R14，撥碼開(kāi)關(guān)K1、K2、K3、K4。電源VCC通過(guò)電阻R11～R14與單片機(jī)P1口的P1.0～P1.3引腳相連，同時(shí)引腳P1.0～P1.3又分別通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)K1～K4接地。其中K1接P1.0引腳，當(dāng)K1接通時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)，K1斷開(kāi)時(shí)電機(jī)停止；K2接P1.1引腳，當(dāng)K2接通時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，K2斷開(kāi)時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)(前提是K1接通)；K3接通且K4斷開(kāi)為加速，K4接通且K3斷開(kāi)為減速，K3和K4同時(shí)接通或斷開(kāi)為勻速。
由于單片機(jī)輸出口的驅(qū)動(dòng)能力有限，不能滿足步進(jìn)電機(jī)的高電壓及大電流要求，所以在輸出口上必須加一個(gè)放大電路。如圖3所示的放大電路，三極管T1起到開(kāi)關(guān)作用，當(dāng)三極管截止時(shí)，無(wú)集電極電流流通，開(kāi)關(guān)相當(dāng)于斷開(kāi)，當(dāng)三極管飽和時(shí)，流過(guò)的集電極電流最大，開(kāi)關(guān)相當(dāng)于閉合，該開(kāi)關(guān)“動(dòng)作”可由加于基極的電流來(lái)控制。由T2、T3兩個(gè)三極管組成達(dá)林頓式功放電路，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的繞組，使步進(jìn)電機(jī)繞組的靜態(tài)電流達(dá)到近2A。電路中使用光電耦合器將控制和驅(qū)動(dòng)信號(hào)隔離，當(dāng)控制輸入信號(hào)為低電平時(shí)，T1截止，輸出高電平，則紅外發(fā)光二極管截止，光敏三極管不導(dǎo)通，因此繞組中無(wú)電流流過(guò)，當(dāng)輸入信號(hào)為高電平時(shí)，T1飽和導(dǎo)通，于是紅外發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，使光敏三極管導(dǎo)通，向功率驅(qū)動(dòng)級(jí)晶體管提供基極電流，使其導(dǎo)通，使電流通過(guò)繞組。
工作過(guò)程當(dāng)多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通電后，單片機(jī)1掃描與電機(jī)類型選定電路2的各開(kāi)關(guān)組相連的P0口，判斷電機(jī)類型；再掃描與電機(jī)工作方式選擇電路3的各開(kāi)關(guān)組相連的P1口，判斷工作方式，然后執(zhí)行相應(yīng)的程序，輸出相應(yīng)的脈沖，通過(guò)放大電路4驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)5工作。以四相雙四拍為例，其接線圖如下圖2，把電機(jī)的A、B、C、D四相分別通過(guò)放大電路后與單片機(jī)的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3相連，其電機(jī)類型選定電路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)為“0100”，即S3閉合，其他三個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。其步序存儲(chǔ)狀態(tài)表如下表2表2四相雙四拍步進(jìn)電機(jī)步序存儲(chǔ)狀態(tài)表

當(dāng)系統(tǒng)通電后，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后再掃描P0口，通過(guò)P0口判斷電機(jī)類型，再掃描P1口，如果P1.0為高電位“1”，表示開(kāi)關(guān)K1沒(méi)有閉合，則表示個(gè)啟動(dòng)電機(jī)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，P2口沒(méi)有輸出，如果P1.0為低電位“0”，表示開(kāi)關(guān)K1閉合了，則判斷是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，是加速還是減速等，并執(zhí)行相應(yīng)程序，輸出相應(yīng)的脈沖。
權(quán)利要求1.一種多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括單片機(jī)(1)、電機(jī)類型選定電路(2)、電機(jī)工作方式選擇電路(3)和放大電路(4)；所述電機(jī)類型選定電路(2)、電機(jī)工作方式選擇電路(3)、放大電路(4)分別與所述單片機(jī)(1)連接；所述放大電路(4)包括用于控制步進(jìn)電機(jī)的輸出端；其特征是所述電機(jī)類型選定電路(2)包括并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征是所述電機(jī)工作方式選擇電路(3)包括并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征是所述開(kāi)關(guān)組為撥碼開(kāi)關(guān)組。
4.如權(quán)利要求2所述的多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征是所述并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組包括至少一個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)、至少一個(gè)分壓電阻，所述每一撥碼開(kāi)關(guān)與一分壓電阻構(gòu)成一串聯(lián)支路，各串聯(lián)支路分別與所述單片機(jī)各輸入腳連接。
5.如權(quán)利要求3所述的多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征是所述并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組包括多個(gè)至少一個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)、至少一個(gè)分壓電阻，所述每一撥碼開(kāi)關(guān)與一分壓電阻構(gòu)成一串聯(lián)支路，各串聯(lián)支路分別與所述單片機(jī)各輸入腳連接。
6.如權(quán)利要求4所述的多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征是所述并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組包括四個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)(S1、S2、S3、S4)、四個(gè)分壓電阻(R1、R2、R3、R4)，構(gòu)成四個(gè)串聯(lián)支路。
7.如權(quán)利要求5所述的多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征是所述并聯(lián)的開(kāi)關(guān)組包括四個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)( K1、K2、K3、K4)、四個(gè)分壓電阻(R11、R12、R13、R14)，構(gòu)成四個(gè)串聯(lián)支路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種多功能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括單片機(jī)、電機(jī)類型選定電路、電機(jī)工作方式選擇電路和放大電路，其中的電機(jī)類型選定電路、電機(jī)工作方式選擇電路采用開(kāi)關(guān)組實(shí)現(xiàn)，電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)成器件少，成本低，抗干擾能力強(qiáng)，通用性極強(qiáng)，并且速度調(diào)節(jié)范圍廣，反應(yīng)快速準(zhǔn)確，調(diào)整方便，具有很好的應(yīng)用價(jià)值及前景。
文檔編號(hào)H02P8/14GK2924926SQ20062001720
公開(kāi)日2007年7月18日 申請(qǐng)日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月20日
發(fā)明者熊立俊 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司