基于A3992和C8051F300的两相步进电机驱动系统(含电路图).docx

上海蓝伯科电子科技有限公司1 引言步进电机定位准确且与数字电路接口连接方便无需反馈就能实现准确的角位移，在数控机床等许多领域中均得到了广泛应用。但是，传统的步进电机定位系统是由控制器件产生脉冲，然后加在环形分配器和功率驱动部分，最后连接至电机的控制方式，其软硬件的实现都较为复杂，成本偏高，难以满足现代工业发展所需的精度和集成度等要求。采用美国Allegro公司推出的一款易操作，内置功率驱动的A3992型两相步进电机微步距驱动器，以C805117300单片机为控制核心设计了一个驱动控制电路。该驱动控制电路能简单方便实现电机的微步距控制，不仅解决了步进电机步距角大的问题。提高了步进电机的分辨率，减弱或消除了步进电机的低频振动也改善了电机的其他性能，具有控制灵活，维护简单，成本较低的特点，完全能满足中小企业的生产要求。2 系统组成与工作原理图1示出基于A3992和C805lF300控制的两相步进电机驱动系统组成框图。其中，上位机主要完成命令指示等控制功能；C8051F300主要用来接收上位机的指令参数。然后向A3992驱动器写控制字；A3992驱动电路主要完成按接收的控制字向电机提供相应的驱动电流。A3992驱动电路A3992型双DMOS全桥微步距脉宽调制(PWM)步进电机驱动器可利用控制器件通过3线串行接口(CLK，DATA，STROBE)对其进行控制并能方便地调节步进电机的运转方向，实现各种不同的步进法(从整步驱动到最高可达32细分的微步距驱动)，使步进电机的驱动方式具有很大的灵活性。A3992是通过3线串口写控制字来实现的。A3992的控制字有Word0和Wordl两个，每个控制字包含19个位(D0D18)，先传送高位D18，最后传送最低位DO。其中Word0是桥电流控制字，当DO=0时，A3992便进入WordO模式；Wordl是时间数据控制字，当DO=1时，A3992便进入Wordl模式。详细的各位数据设置参见文献。A3992只需很少的R，C元件即可组成两相步进电机的微步距驱动电路。图2是A3992的典型应用电路，其连续输出的额定电流可达15 A。电压可达50 V点击看原图C805lF300不断地通过3线串口向A3992写入控制字Word0，A3992根据所输入的控制字，调整桥电流的方向和大小，从而控制步进电机按用户的实际需要运转。需要注意的是，控制字Wordl是时间数据控制字，用于设置死区时间、关断时间和快速衰减时间等相关参数，所以C8051F300只需对A3992进行一次设置即可，不必反复进行写操作。系统硬件设计该系统硬件设计主要是由上位机与单片机接口、单片机控制电路和A3992驱动电路组成。其中，上位机主要实现用户与单片机的交互，并通过单片机的串口实现与单片机的通信。图3给出C8051F300串口和RS232的接口电路。单片机控制电路由C8051F300单片机、供电电源、滤波电容和一系列的IO端口构成。其中，供电电源采用了A1117稳压器，将5 V输入电压转换成C8051F300适用的3.3 V供电电压，从而保证了供电电源的精度。A3992驱动电路是整个系统的功率部分，接收来自控制电路的信号，两桥桥臂输出满足一定时序的相电流，从而实现驱动步进电机按用户的要求运转。图4所示给出了系统的主体硬件电路。系统软件设计根据系统硬件设计的相关要求设计软件程序，完成系统初始化，接收来自用户的输入指令，控制驱动器按要求运转等功能。具体的系统软件流程设计如图5所示。其中系统初化包括对单片机内的看门狗、IO端口和A3992的控制字Word0、Wordl参数的初始化。A3992驱动电路 A3992型双DMOS全桥微步距脉宽调制(PWM)步进电机驱动器可利用控制器件通过3线串行接口(CLK，DATA，STROBE)对其进行控制并能方便地调节步进电机的运转方向，实现各种不同的步进法(从整步驱动到最高可达64细分的微步距驱动)，使步进电机的驱动方式具有很大的灵活性。 A3992是通过3线串口写控制字来实现的。A3992的控制字有Word0和Wordl两个，每个控制字包含19个位(D0D18)，先传送高位D18，最后传送最低位DO。其中Word0是桥电流控制字，当DO=0时，A3992便进入WordO模式；Wordl是时间数据控制字，当DO=1时，A3992便进入Wordl模式。详细的各位数据设置参见文献。 A3992只需很少的R，C元件即可组成两相步进电机的微步距驱动电路。图2是A3992的典型应用电路，其连续输出的额定电流可达15 A。电压可达50 V。 C805lF300不断地通过3线串口向A3992写入控制字Word0，A3992根据所输入的控制字，调整桥电流的方向和大小，从而控制步进电机按用户的实际需要运转。需要注意的是，控制字Wordl是时间数据控制字，用于设置死区时间、关断时间和快速衰减时间等相关参数，所以C8051F300只需对A3992进行一次设置即可，不必反复进行写操作。道冲而用之或不盈，渊兮似万物之宗andy 吴卫方MOBILEL