基于A3972的步進電機驅(qū)動模塊設(shè)計

　　控制電路

　　控制接口由三種控制信號組成，分別是方向控制信號、使能控制信號及切換控制信號。實際應(yīng)用中按需要給出這三種控制信號的高低電平(5V)即可方便、有效地控制電機的運轉(zhuǎn)。

　　控制部分的核心是單片機及其控制軟件，通過光隔電路接收由自動收發(fā)卡機主控器給出的各種控制命令，結(jié)合細分選擇開關(guān)的設(shè)置，按需求通過3線串行接口控制著步進電機的細分倍數(shù)、運行脈沖頻率、正反轉(zhuǎn)、運行速度、單次運行線位移、啟停以及切換不同工位電機等。

　　該部分電路主要由單片機及其外圍電路組成(見圖2)。單片機選擇8051 單片機STC12C4052，具有速度高、可靠性高、在系統(tǒng)可編程等優(yōu)點。S1撥碼開關(guān)為細分選擇開關(guān)，根據(jù)S1的值可通過串口(STR、CLK、DATA)設(shè)置電機工作在整步、半步、1/4步、1/8步、1/16步、1/32、1/64等多種方式下。

　　驅(qū)動電路

　　驅(qū)動部分是電機可靠運行的關(guān)鍵，本部分除可按命令完成驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)、加速啟動、停止等功能外，還需考慮降低功耗和體積。印制電路板布線應(yīng)采用粗地線，A3972直接焊接在印制板上，可以提高電路的電氣性能和散熱性能。

　　A3972的外圍電路簡單，只需要少量的外部元器件和幾根控制線就可構(gòu)成一個完整的微步距驅(qū)動二相步進電機電路(見圖3)。撥碼開關(guān)S2用來設(shè)置橋輸出的最大負載工作電流ITRIPMAX = VREF/(Range × Rs)，不同的設(shè)置VREF的值不同。如撥碼開關(guān)的第一位導(dǎo)通，則VREF=1.25(1+R10/R11)。其中Range由控制字0決定，本文中Range值為8，Rs值為0.22Ω。

　　切換電路

　　由于自動收發(fā)卡機的設(shè)計是基于雙工位(工作通道)的，所以本驅(qū)動模塊內(nèi)部自帶電機切換電路，可以驅(qū)動分時工作的兩路電機。切換部分由低功耗的MOS對管集成芯片及外圍電路組成(見圖4)。

　　電源(DC/DC變換)電路

　　為了使模塊的控制部分有一穩(wěn)定的工作環(huán)境(包括電壓穩(wěn)定、抗干擾等)，電源部分采用小功率DC/DC變換芯片做成24V—5V的開關(guān)穩(wěn)壓電源(非隔離型)，供模塊內(nèi)控制部分使用。另加入過壓保護、電源方向保護電路，以提高可靠性，如圖5所示。V1為特快速整流二極管，這里可以起到電源方向保護的作用。D1的輸出電壓為VOUT=1.25(1+R2/R1)，給D2提供一個相對穩(wěn)定、安全的輸入電壓，再經(jīng)過D2電壓轉(zhuǎn)換為VOUT=1.25(1+R4/R5)即5V。