本發(fā)明涉及一種基于P87LPC764的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路，適用于步進(jìn)電機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

步進(jìn)電機(jī)作為一種電脈沖一一角位移的轉(zhuǎn)換元件，由于具有價(jià)格低廉、易于控制、無(wú)積累誤差和計(jì)算機(jī)接口方面等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械、儀表、工業(yè)控制等領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)是70年代中期發(fā)展起來(lái)的一種可以顯著改善步進(jìn)電機(jī)綜合使用性能的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)。1975年美國(guó)學(xué)者T.R.F redr ik sen首次在美國(guó)增量運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及器件年會(huì)上提出了步進(jìn)電機(jī)步距角細(xì)分的控制方法。在其后的二十多年里，步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)得到了很大的發(fā)展，并在實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用。實(shí)踐證明，步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以減小步進(jìn)電機(jī)的步距角，提高電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性，增加控制的靈活性等。

步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)原理是將原來(lái)的一個(gè)整步步距分成多步驅(qū)動(dòng)細(xì)分步后，各相的驅(qū)動(dòng)電流不再是非通即斷的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，而是一系列分級(jí)變化的電流臺(tái)階，細(xì)分步數(shù)越多臺(tái)階越多，在步進(jìn)角之間的定位點(diǎn)就越多。通常步進(jìn)電機(jī)控制電路基本是由與非門(mén)等邏輯器件搭建而成的，這類(lèi)控制電路存在兩個(gè)缺陷：

(1)用到的集成電路片子太多，邏輯復(fù)雜，測(cè)試難度大；

(2)精度很難提高，在控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，容易產(chǎn)生丟步的現(xiàn)象。

因此設(shè)計(jì)一種滿(mǎn)足精度與體積要求的步進(jìn)電機(jī)控制電路很有意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于P87LPC764的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路，電路結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定，控制靈活，有效解決了邏輯復(fù)雜、測(cè)試難度大、容易丟步的缺點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

基于P87LPC764的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路由單片機(jī)接口電路、光電隔離放大電路、過(guò)流保護(hù)電路構(gòu)成。

所述單片機(jī)接口電路由于細(xì)分電路里的信號(hào)是階梯變化的，不只是輸出簡(jiǎn)單的高、低電平信號(hào)，所以需要對(duì)細(xì)分后的電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)有效的傳輸和控制，不能按照常規(guī)的方法用單片機(jī)來(lái)直接控制某相的通、斷，需要加入D/A轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)分后的各個(gè)狀態(tài)電壓的傳輸和控制。D/A轉(zhuǎn)換器把單片機(jī)的數(shù)字控制量轉(zhuǎn)換為模擬的電壓信號(hào)，經(jīng)放大后直接控制電機(jī)。P87LPC764的P0口有8個(gè)，作為輸出數(shù)據(jù)口，最大的細(xì)分?jǐn)?shù)可達(dá)到255，即FFH，DAC0832為8位的D/A轉(zhuǎn)換器，正好與該單片機(jī)配合使用。

所述光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管封裝在一個(gè)管殼內(nèi)組成的，發(fā)光二極管兩端為信號(hào)輸入端，光敏三極管的集電極和發(fā)射極分別作為光電耦合器的輸出端，它們之間的信號(hào)傳輸是靠發(fā)光二極管在信號(hào)電壓的控制下發(fā)光，傳送給光敏三極管來(lái)完成的。

所述過(guò)流保護(hù)電路對(duì)工作電流的檢測(cè)一般用取樣電阻與電壓比較器及其附屬電路產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)信號(hào)，取樣電阻串聯(lián)在電流回路中，取樣電阻上的壓降與回路電流成比例。取樣電壓經(jīng)R1送人比較器的負(fù)輸人端，由于電流波形較復(fù)雜，在開(kāi)關(guān)過(guò)程中還有很多干擾尖峰，為使比較器避免發(fā)生誤動(dòng)作，特用電容C1來(lái)濾除尖峰干擾。電阻R3,R4組成的分壓器提供比較器的給定電壓，一般可按工作電流的2～5倍選擇。來(lái)自取樣電阻的電流取樣信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波電路后進(jìn)人電壓比較器中，電壓比較器的給定電平可設(shè)置為2V，取樣電阻取0. 5 S2，故使比較器翻轉(zhuǎn)的輸人繞組電流為15A，是額定電流的3.33倍。電容C2是為了濾除給定電平中的尖峰干擾，避免保護(hù)電路發(fā)生誤動(dòng)作，給定電平加到比較器的正輸入端。當(dāng)取樣信號(hào)小于給定電平，即工作電流低于保護(hù)值時(shí)，比較器輸出高電平;當(dāng)取樣信號(hào)高于給定電平時(shí)，比較器輸出低電平。用該低電平去控制驅(qū)動(dòng)器的前級(jí)，使其關(guān)閉，切斷繞組中的電流，達(dá)到過(guò)流保護(hù)的目的。

本發(fā)明的有益效果是：電路結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定，控制靈活，有效解決了邏輯復(fù)雜、測(cè)試難度大、容易丟步的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的LPC764與DAC0832單緩沖器連接方式的接口電路。

圖2是本發(fā)明的電源串聯(lián)負(fù)反饋線(xiàn)性光電隔離放大電路。

圖3是本發(fā)明的過(guò)流保護(hù)電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1，單片機(jī)接口電路由于細(xì)分電路里的信號(hào)是階梯變化的，不只是輸出簡(jiǎn)單的高、低電平信號(hào)，所以需要對(duì)細(xì)分后的電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)有效的傳輸和控制，不能按照常規(guī)的方法用單片機(jī)來(lái)直接控制某相的通、斷，需要加入D/A轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)分后的各個(gè)狀態(tài)電壓的傳輸和控制。D/A轉(zhuǎn)換器把單片機(jī)的數(shù)字控制量轉(zhuǎn)換為模擬的電壓信號(hào)，經(jīng)放大后直接控制電機(jī)。P87LPC764的P0口有8個(gè)，作為輸出數(shù)據(jù)口，最大的細(xì)分?jǐn)?shù)可達(dá)到255，既FFH。DAC0832為8位的D/A轉(zhuǎn)換器，正好與該單片機(jī)配合使用。

如圖2，光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管封裝在一個(gè)管殼內(nèi)組成的，發(fā)光二極管兩端為信號(hào)輸入端，光敏三極管的集電極和發(fā)射極分別作為光電耦合器的輸出端，它們之間的信號(hào)傳輸是靠發(fā)光二極管在信號(hào)電壓的控制下發(fā)光，傳送給光敏三極管來(lái)完成的。

如圖3，過(guò)流保護(hù)電路對(duì)工作電流的檢測(cè)一般用取樣電阻與電壓比較器及其附屬電路產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)信號(hào)，取樣電阻串聯(lián)在電流回路中，取樣電阻上的壓降與回路電流成比例。取樣電壓經(jīng)R1送人比較器的負(fù)輸人端，由于電流波形較復(fù)雜，在開(kāi)關(guān)過(guò)程中還有很多干擾尖峰，為使比較器避免發(fā)生誤動(dòng)作，特用電容C1來(lái)濾除尖峰干擾。電阻R3,R4組成的分壓器提供比較器的給定電壓，一般可按工作電流的2～5倍選擇。來(lái)自取樣電阻的電流取樣信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波電路后進(jìn)人電壓比較器中，電壓比較器的給定電平可設(shè)置為2V，取樣電阻取0. 5 S2，故使比較器翻轉(zhuǎn)的輸人繞組電流為15A，是額定電流的3.33倍。電容C2是為了濾除給定電平中的尖峰干擾，避免保護(hù)電路發(fā)生誤動(dòng)作，給定電平加到比較器的正輸入端。當(dāng)取樣信號(hào)小于給定電平，即工作電流低于保護(hù)值時(shí)，比較器輸出高電平;當(dāng)取樣信號(hào)高于給定電平時(shí)，比較器輸出低電平。用該低電平去控制驅(qū)動(dòng)器的前級(jí)，使其關(guān)閉，切斷繞組中的電流，達(dá)到過(guò)流保護(hù)的目的。