步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)在數(shù)字控制系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)，具體地說(shuō)是一種步進(jìn)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)在各種數(shù)字控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，各種數(shù)字控制系統(tǒng)對(duì)步進(jìn) 電機(jī)的性能和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)要求越來(lái)越高。下面W機(jī)器人為例，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。
[0003] 很多類型機(jī)器人具有多自由度、多關(guān)節(jié)，如蛇形機(jī)器人，多指靈巧機(jī)器人，仿人頭 像機(jī)器人，雙足步行機(jī)器人等，在運(yùn)些機(jī)器人控制中常常需要大量的步進(jìn)電機(jī)同步協(xié)調(diào)控 制來(lái)實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)。單一電機(jī)運(yùn)動(dòng)已經(jīng)不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)要求，其運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)離不 開(kāi)多電機(jī)的存在?，F(xiàn)有技術(shù)中是通過(guò)采用單個(gè)微控制器輸出信號(hào)組來(lái)控制多個(gè)步進(jìn)電機(jī)， 并使用多路分離器將單個(gè)微控制器輸出組分成用于多個(gè)步進(jìn)電機(jī)的獨(dú)立控制信號(hào)。
[0004] 發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，采用單個(gè)微控制器輸出信號(hào)組來(lái)控制多 個(gè)步進(jìn)電機(jī)的方法，由于單個(gè)微控制器需要處理多組數(shù)據(jù)，所W導(dǎo)致整個(gè)步進(jìn)電機(jī)的控制 效率較低，并且需要控制的步進(jìn)電機(jī)的數(shù)量越多，微處理器的處理速度越慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，W解決現(xiàn)有技術(shù)中采用單 個(gè)微控制器輸出信號(hào)組來(lái)控制多個(gè)步進(jìn)電機(jī)的方法導(dǎo)致控制效率較低的問(wèn)題，其技術(shù)方案 如下：
[0006] 一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：微控制器、輸入端與所述微控制器相連的步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、一端與所述微控制器相連的CAN通信模塊； 陽(yáng)007]所述CAN通信模塊的另一端為與CAN總線連接的CAN總線連接口；所述步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端為與第一步進(jìn)電機(jī)相連的步進(jìn)電機(jī)連接口；
[0008] 所述微控制器用于通過(guò)所述CAN通信模塊接收上位機(jī)通過(guò)所述CAN總線發(fā)出的 步進(jìn)電機(jī)控制命令W及與所述步進(jìn)電機(jī)控制命令對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)地址，W及用于通過(guò)所述 CAN通信模塊將所述步進(jìn)電機(jī)當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息反饋往所述上位機(jī)；所述微控制器用于 在確定出所述步進(jìn)電機(jī)地址為所述第一步進(jìn)電機(jī)的地址時(shí)，依據(jù)所述步進(jìn)電機(jī)控制命令通 過(guò)所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，W控制所述第一步進(jìn)電機(jī)。
[0009] 優(yōu)選的，還包括：與所述微控制器相連的工作模式選擇模塊，一端與所述微控制器 相連的CAN參數(shù)設(shè)置存儲(chǔ)模塊，所述微控制器通過(guò)所述工作模式選擇模塊設(shè)置所述步進(jìn)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的工作模式，所述工作模式包括CAN參數(shù)配置模式和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模 式；
[0010] 在所述工作模式選擇模塊設(shè)置的所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的工作模式為CAN 參數(shù)配置模式時(shí)，所述微控制器用于通過(guò)所述CAN參數(shù)設(shè)置存儲(chǔ)模塊，獲取CAN配置參數(shù)并 依據(jù)所述CAN配置參數(shù)對(duì)所述CAN總線的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，所述CAN配置參數(shù)包括數(shù)據(jù)傳輸 速率W及步進(jìn)電機(jī)的地址信息，W及用于將所述CAN配置參數(shù)存儲(chǔ)在所述CAN參數(shù)設(shè)置存 儲(chǔ)模塊中；
[0011] 在所述工作模式選擇模塊設(shè)置的所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的工作模式為步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模式時(shí)，所述微控制器用于通過(guò)所述CAN通信模塊接收上位機(jī)通過(guò)所述CAN 總線發(fā)出的步進(jìn)電機(jī)控制命令W及與所述步進(jìn)電機(jī)控制命令對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)地址，W及用 于通過(guò)所述CAN通信模塊將所述步進(jìn)電機(jī)當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息反饋往所述上位機(jī)；所述微 控制器用于在確定出所述步進(jìn)電機(jī)地址為所述第一步進(jìn)電機(jī)的地址時(shí)，依據(jù)所述步進(jìn)電機(jī) 控制命令通過(guò)所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，W控制所述第一步進(jìn)電機(jī)。
[0012] 優(yōu)選的，還包括：與所述微控制器相連的工作模式顯示模塊，所述微控制器通過(guò)所 述工作模式顯示模塊顯示所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)，CAN參數(shù)配置模式 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模式所述工作狀態(tài)包括：CAN配置參數(shù)狀態(tài)、正常運(yùn)行狀態(tài)和/或處于故 障狀態(tài)。
[0013] 其中，所述CAN通信模塊包括：CAN控制器、CAN收發(fā)器、CAN總線接口；
[0014] 與所述微控制器雙向通訊的所述CAN控制器，用于控制CAN總線通信數(shù)據(jù)帖的發(fā) 送和接收；與所述CAN收發(fā)器相連的所述CAN總線接口，用于輸出和接收所述上位機(jī)的CAN 總線差分信號(hào)；與所述CAN控制器雙向通訊的所述CAN收發(fā)器，用于實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制碼流和CAN 總線差分信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。 陽(yáng)01引其中，所述CAN控制器包括CAN控制器忍片U3、與所述控制器忍片U3相連的第二 復(fù)位電路和與所述控制器忍片U3相連的第二晶振電路，所述第二晶振電路包括晶振CAN_ Y1、非極性電容C4和非極性電容巧，所述晶振CAN_Y1的一端和非極性電容C4的一端均與 所述CAN控制器忍片U3的引腳9相連，所述晶振CAN_Y1的另一端和非極性電容巧的一端 均與所述CAN控制器忍片U3的引腳10相連，所述非極性電容C4的另一端和非極性電容巧 的另一端均接地；所述第二復(fù)位電路包括電阻R33、極性電容C33和非極性電容C32,所述電 阻R33的一端和極性電容C33的正極均與所述CAN控制器忍片U3的引腳17相接，所述極 性電容C33的負(fù)極和非極性電容C32的一端均接地，所述電阻R33的另一端和非極性電容 C32的另一端均與第一電源相連；所述CAN控制器忍片U3的第1引腳和第2引腳分別與所 述微控制器相連，所述CAN控制器忍片U3的引腳1~6分別與所述微控制器相連，所述CAN 控制器忍片U3的引腳7懸空，所述CAN控制器忍片U3的引腳8、引腳15、引腳20、引腳21 均接地連，所述CAN控制器忍片U3的引腳11、引腳12、引腳18、引腳22與第二電源相連，所 述CAN總線接口為CAN總線接口端子，所述CAN控制器忍片U3的引腳16、引腳23至引腳28 分別與所述微控制器相連；所述CAN收發(fā)器包括CAN收發(fā)忍片U2、非極性電容Cl,所述CAN 收發(fā)忍片U2的引腳1、引腳4分別與CAN控制器忍片U3的引腳13、引腳19相連，所述CAN 收發(fā)忍片U2的引腳2、引腳8均接地，所述CAN收發(fā)忍片U2的引腳6、引腳7分別與CAN總 線接口端子的引腳1、引腳2相連，所述CAN收發(fā)忍片U2的引腳3和極性電容Cl的一端均 與第=電源相連，所述極性電容Cl的另一端接地。
[0016] 其中，所述CAN參數(shù)設(shè)置模塊包括：RS232接口、電平轉(zhuǎn)換電路、EEPROM存儲(chǔ)器；
[0017] 與微控制器相連的所述邸PROM存儲(chǔ)器，用于下載和存儲(chǔ)CAN配置參數(shù)；與微控制 器雙向通訊的所述電平轉(zhuǎn)換電路，用于TTL電平信號(hào)的發(fā)送與接收；與所述電平轉(zhuǎn)換電路 雙向通訊所述RS232接口用于獲取CAN通信參數(shù)的RS232電平信號(hào)。
[0018] 其中，所述RS232接口為標(biāo)準(zhǔn)串口的接口，所述電平轉(zhuǎn)換電路包括轉(zhuǎn)換忍片 U232_l、非極性電容C_rsll、非極性電容C_rsl2、非極性電容C_rsl3、非極性電容C_rsl4、 非極性電容C_rsl5,所述轉(zhuǎn)換忍片U232_l的引腳1、引腳3分別與非極性電容C_rsll的兩 端相連，所述轉(zhuǎn)換忍片U232_l的引腳4、引腳5分別與非極性電容C_rsl2的兩端相連，所 述轉(zhuǎn)換忍片U232_l的引腳7、引腳8分別與所述RS232接口相連，所述轉(zhuǎn)換忍片U232_l的 引腳9、引腳10分別與所述微控制器相連，所述轉(zhuǎn)換忍片U232_l的引腳2和非極性電容C_ rsl3的一端相連，所述轉(zhuǎn)換忍片U232_l的引腳16、非極性電容C_rsl3的另一端、非極性電 容C_rsl5的一端均與第四電源相連，所述轉(zhuǎn)換忍片U232_l的引腳6與非極性電容C_rsl4 一端相連，所述非極性電容C_rsl4的另一端和非極性電容C_rsl5的另一端均接地；所述 EEPROM存儲(chǔ)包括邸PROM忍片U4、非極性電容C41，所述邸PROM忍片U4的引腳1至引腳4、 引腳7和非極性電容C41的一端均接地，所述EEPROM忍片U4的引腳8和非極性電容C41的 另一端均與5V電源相連，所述邸PROM忍片U4的引腳5、引腳6分別與所述微控制器相連。
[0019] 其中，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，包括信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)接口，信號(hào)隔離 驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與所述微控制器相連，輸出端與所述步進(jìn)電機(jī)接口相連，所述步進(jìn)電機(jī) 接口為所述步進(jìn)電機(jī)連接口，用于輸出驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的指令。
[0020] 其中，所述信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)電路為信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)忍片U6、所述步進(jìn)電機(jī)接口為步進(jìn) 電機(jī)連接端子P2 ;
[0021] 所述信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)忍片U6的引腳1至引腳4分別與所述微控制器相連，所述信號(hào) 隔離驅(qū)動(dòng)忍片U6的引腳13至引腳16分別與步進(jìn)電機(jī)連接端的引腳5至引腳2相連，所述 信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)忍片U6的引腳9和步進(jìn)電機(jī)連接端子P2引腳1均與第五電源相連，所述信 號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)忍片