步进电机控制系统的制作方法

本实用新型涉及电机控制领域，特别涉及一种步进电机控制系统。

背景技术：

传统的遥控电机技术基本是采用无线电高频连接、蓝牙连接、超声波连接或者红外连接方式。这些方式要么需要使用配对的硬件，要么需要进行连接配对，对于普通用户来说比较麻烦，有时候甚至需要专业知识来配对；更重要的是无法突破有限的遥控距离，不是真正意义的随时随地遥控。其操作麻烦，遥控距离有限，不能真正实现无国界、无限的距离遥控。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种操作方便简单、真正能实现无国界和无限距离遥控的步进电机控制系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种步进电机控制系统，包括安装有微信的移动终端、微信服务器、安装有云服务平台的云服务器、硬件终端和步进电机，所述移动终端通过TCP发送操作指令到所述微信服务器，所述微信服务器通过互联网将所述操作指令发送到所述云服务器，所述云服务器通过3G网络、4G网络、WIFI或以太网发送socket指令数据包到所述硬件终端，所述硬件终端收到所述socket指令数据包后，产生GPIO电平脉冲控制信号到所述步进电机，所述步进电机根据所述GPIO电平脉冲控制信号进行动作，所述硬件终端中设有CPU模块，所述CPU模块包括单片机、USB供电电路、稳压电路、指示灯电路、BOOT选项电路、SWD接口电路、UART接口电路、复位电路、扩展引脚电路和晶振电路，所述稳压电路、指示灯电路、BOOT选项电路、SWD接口电路、UART接口电路、复位电路、扩展引脚电路和晶振电路均与所述单片机连接，所述USB供电电路与所述稳压电路连接，所述晶振电路还与所述扩展引脚电路连接。

在本实用新型所述的步进电机控制系统中，所述稳压电路包括稳压芯片、第一电阻、第一电容、第二电容和第二发光二极管，所述稳压芯片的第一引脚接地，所述稳压芯片的第二引脚分别与所述第二电容的一端、第一电阻的一端和第一电源连接，所述第二电容的另一端接地，所述第一电阻的另一端与所述第二发光二极管的阳极连接，所述第二发光二极管的阴极接地，所述稳压芯片的第三引脚通过所述第一电容接地，所述稳压芯片的第三引脚还连接第二电源。

在本实用新型所述的步进电机控制系统中，所述BOOT选项电路包括第一排针和第三电阻，所述第一排针的第一引脚分别与所述第一电源和第三电阻的一端连接，所述第一排针的第二引脚分别与所述第三电阻的另一端和单片机的第一引脚连接，所述第一排针的第三引脚接地。

在本实用新型所述的步进电机控制系统中，所述复位电路包括第一开关、第五电阻和第五电容，所述第一开关的一端分别与所述第五电阻的一端和第五电容的一端连接，所述第一开关的另一端和第五电容的另一端均接地，所述第五电阻的另一端连接所述第一电源，所述第一开关的一端还与所述单片机的第四引脚连接。

在本实用新型所述的步进电机控制系统中，所述晶振电路包括第一晶体振荡器、第九电容和第十电容，所述第一晶体振荡器的一端分别与所述单片机的第二引脚和第九电容的一端连接，所述第一晶体振荡的另一端分别与所述单片机的第三引脚和第十电容的一端连接，所述第九电容的另一端和第十电容的另一端均接地。

在本实用新型所述的步进电机控制系统中，所述硬件终端中还设有无线通讯电路，所述无线通讯电路包括主机电路、电源转换电路、SIM模块、开关机电路、接口电路、音频电路和电平转换电路，所述电源转化电路、SIM模块、开关机电路、接口电路和电平转换电路均与所述主机电路连接。

在本实用新型所述的步进电机控制系统中，所述主机电路包括GSM网络控制芯片、串口插座、第十八电阻、第十九电阻、第四二极管、第五发光二极管、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电阻和第二十六电阻，所述串口插座的第一引脚分别与所述第十八电阻的一端和第二十电容的一端连接，所述第十八电阻的另一端分别与所述第二十一电容的一端和GSM网络控制芯片的第六十引脚连接，所述串口插座的第二引脚、第二十电容的另一端和第二十一电容的另一端均接地，所述第十九电阻的一端与所述GSM网络控制芯片的第五十二引脚连接，所述第十九电阻的另一端与所述第五发光二极管的阳极连接，所述第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容和第二十六电容并联，其并联的一端连接第四电源，并联的另一端接地。

在本实用新型所述的步进电机控制系统中，所述SIM模块包括第六排针、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十九电容、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻和第六稳压芯片，所述第六排针的电源引脚分别与所述第十九电容的一端和第六稳压芯片的第六引脚连接，所述第十九电容的另一端接地，所述第六排针的复位引脚分别与所述第二十电阻的一端和第六稳压芯片的第五引脚连接，所述第二十电阻的另一端分别与所述GSM网络控制芯片的第三十三引脚和第十三电容的一端连接，所述第六排针的输入输出引脚分别与所述第二十一电阻的一端和第六稳压芯片的第四引脚连接，所述第二十一电阻的另一端分别与所述GSM网络控制芯片的第三十一引脚和第十四电容的一端连接，所述第六排针的时钟脉冲引脚分别与所述第二十二电阻的一端和第六稳压芯片的第一引脚连接，所述第二十二电阻的另一端分别与所述GSM网络控制芯片的第三十二引脚和第十五电容的一端连接，所述第十三电容的另一端、第十四电容的另一端和第十五电容的另一端均接地。

在本实用新型所述的步进电机控制系统中，所述电平转换电路包括第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第一三极管和第七二极管，所述第一三极管的基极通过所述第二十五电阻与所述GSM网络控制芯片的第十五引脚连接，所述第一三极管的发射极与所述GSM网络控制芯片的第九引脚连接，所述第一三极管的集电极与所述第四电源连接，所述第七二极管的阳极通过所述第二十七电阻与所述GSM网络控制芯片的第十五引脚连接，所述第七二极管的阳极还与所述GSM网络控制芯片的第十引脚连接。

实施本实用新型的步进电机控制系统，具有以下有益效果：由于采用安装有微信的移动终端、微信服务器、安装有云服务平台的云服务器、硬件终端和步进电机，移动终端通过TCP发送操作指令到微信服务器，微信服务器通过互联网将操作指令发送到云服务器，云服务器通过3G网络、4G网络、WIFI或以太网发送socket指令数据包到硬件终端，硬件终端收到socket指令数据包后，产生GPIO电平脉冲控制信号到步进电机，步进电机根据GPIO电平脉冲控制信号进行动作，微信用户普及量庞大，采用微信控制，其操作方便简单，能真正无国界、无限距离遥控；所以其操作方便简单、真正能实现无国界和无限距离遥控。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型步进电机控制系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中单片机的电路原理图；

图3为所述实施例中USB供电电路的电路原理图；

图4为所述实施例中稳压电路的电路原理图；

图5为所述实施例中指示灯电路的电路原理图；

图6为所述实施例中BOOT选项电路的电路原理图；

图7为所述实施例中SWD接口电路的电路原理图；

图8为所述实施例中UART接口电路的电路原理图；

图9为所述实施例中复位电路的电路原理图；

图10为所述实施例中扩展引脚电路的电路原理图；

图11为所述实施例中晶振电路的电路原理图；

图12为所述实施例中主机电路的电路原理图；

图13为所述实施例中SIM模块的电路原理图；

图14为所述实施例中电平转换电路的电路原理图；

图15为所述实施例中电源转换电路的电路原理图；

图16为所述实施例中开关机电路的电路原理图；

图17为所述实施例中接口电路的电路原理图；

图18为所述实施例中音频电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型步进电机控制系统实施例中，其步进电机控制系统的结构示意图如图1所示。图1中，该步进电机控制系统包括安装有微信的移动终端01、微信服务器02、安装有云服务平台的云服务器03、硬件终端04和步进电机05，其中，云服务器03中安装的云服务平台的名称可以随意定义，例如：可以为拓拓网云服务平台，移动终端01通过TCP发送操作指令到微信服务器02，微信服务器02通过互联网将操作指令发送到云服务器03，云服务器03通过3G网络、4G网络、WIFI或以太网发送socket指令数据包到硬件终端04，硬件终端04收到socket指令数据包后，产生GPIO电平脉冲控制信号到步进电机05，步进电机05根据GPIO电平脉冲控制信号进行动作，硬件终端04中设有CPU模块(图中未示出)，其中，CPU模块包括单片机、USB供电电路、稳压电路、指示灯电路、BOOT选项电路、SWD接口电路、UART接口电路、复位电路、扩展引脚电路和晶振电路，稳压电路、指示灯电路、BOOT选项电路、SWD接口电路、UART接口电路、复位电路、扩展引脚电路和晶振电路均与单片机连接，USB供电电路与稳压电路连接，晶振电路还与扩展引脚电路连接(图中未示出)。微信用户普及量庞大，采用微信控制，其操作方便简单，能真正无国界、无限距离遥控；所以其操作方便简单、真正能实现无国界和无限距离遥控。

图2为本实施例中单片机的电路原理图；图2中，U2为单片机。图3为本实施例中USB供电电路的电路原理图；图3中，J1是Micro USB母座。图4为本实施例中稳压电路的电路原理图。本实施例中，稳压电路包括稳压芯片U1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2和第二发光二极管D2，稳压芯片U1的第一引脚接地GND，稳压芯片U1的第二引脚分别与第二电容C2的一端、第一电阻R1的一端和第一电源3V3连接，第二电容C2的另一端接地GND，第一电阻R1的另一端与第二发光二极管D2的阳极连接，第二发光二极管D2的阴极接地GND，稳压芯片U1的第三引脚通过第一电容C1接地GND，稳压芯片U1的第三引脚还连接第二电源5V。

图5为本实施例中指示灯电路的电路原理图；指示灯电路用于指示工作状态。

图6为本实施例中BOOT选项电路的电路原理图；BOOT选项电路用于设定CPU模块的启动方式。BOOT选项电路包括第一排针P1和第三电阻R3，第一排针P1的第一引脚分别与第一电源3V3和第三电阻R3的一端连接，第一排针P1的第二引脚分别与第三电阻R3的另一端和单片机U2的第一引脚连接，第一排针P1的第三引脚接地。

图7为本实施例中SWD接口电路的电路原理图；图8为本实施例中UART接口电路的电路原理图。图9为本实施例中复位电路的电路原理图；复位电路用对CPU模块进行复位，复位电路包括第一开关S1、第五电阻R5和第五电容C5，第一开关S1的一端分别与第五电阻R5的一端和第五电容C5的一端连接，第一开关S1的另一端和第五电容C5的另一端均接地，第五电阻R5的另一端连接第一电源，第一开关S1的一端还与单片机U2的第四引脚连接。

图10为本实施例中扩展引脚电路的电路原理图；图11为本实施例中晶振电路的电路原理图；晶振电路用于产生CPU模块的频率，晶振电路包括第一晶体振荡器Y1、第九电容C9和第十电容C10，其中，第一晶体振荡器Y1的一端分别与单片机U2的第二引脚和第九电容C9的一端连接，第一晶体振荡Y1的另一端分别与单片机U2的第三引脚和第十电容C10的一端连接，第九电容C9的另一端和第十电容C10的另一端均接地。

本实施例中，硬件终端04中还设有无线通讯电路，无线通讯电路包括主机电路、电源转换电路、SIM模块、开关机电路、接口电路、音频电路和电平转换电路，其中，电源转化电路、SIM模块、开关机电路、接口电路和电平转换电路均与主机电路连接(图中未示出)。CPU模块控制SIM模块与云服务器03连接。

图12为本实施例中主机电路的电路原理图，图12中，主机电路包括GSM网络控制芯片U3、串口插座、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第四二极管D4、第五发光二极管D5、第二十电容C20、第二十一电容C21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电阻R25和第二十六电阻R26，串口插座的第一引脚分别与第十八电阻R18的一端和第二十电容C20的一端连接，第十八电阻R18的另一端分别与第二十一电容C21的一端和GSM网络控制芯片U3的第六十引脚连接，串口插座的第二引脚、第二十电容C20的另一端和第二十一电容C21的另一端均接地，第十九电阻R19的一端与GSM网络控制芯片U3的第五十二引脚连接，第十九电阻R19的另一端与第五发光二极管D5的阳极连接，第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25和第二十六电容C26并联，其并联的一端连接第四电源VCC4，并联的另一端接地GND。

图13为本实施例中SIM模块的电路原理图；图13中，SIM模块也是GSM网络控制模块，SIM模块包括第六排针P6、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十九电容C19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22和第六稳压芯片D6，第六排P6针的电源引脚VCC分别与第十九电容C19的一端和第六稳压芯片D6的第六引脚连接，第十九电容C19的另一端接地，第六排针P6的复位引脚RST分别与第二十电阻R20的一端和第六稳压芯片D6的第五引脚连接，第二十电阻R20的另一端分别与GSM网络控制芯片U3的第三十三引脚和第十三电容C13的一端连接，第六排针P6的输入输出引脚分别与第二十一电阻R21的一端和第六稳压芯片D6的第四引脚连接，第二十一电阻R21的另一端分别与GSM网络控制芯片U3的第三十一引脚和第十四电容C14的一端连接，第六排针P6的时钟脉冲引脚CLK分别与第二十二电阻R22的一端和第六稳压芯片D6的第一引脚连接，第二十二电阻R22的另一端分别与GSM网络控制芯片U3的第三十二引脚和第十五电容C15的一端连接，第十三电容C13的另一端、第十四电容C14的另一端和第十五电容C15的另一端均接地GND。

图14为本实施例中电平转换电路的电路原理图；电平转换电路包括第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第一三极管Q1和第七二极管D7，其中，第一三极管Q1的基极通过第二十五电阻R25与GSM网络控制芯片U3的第十五引脚连接，第一三极管Q1的发射极与GSM网络控制芯片U3的第九引脚连接，第一三极管Q1的集电极与第四电源VCC4连接，第七二极管D7的阳极通过第二十七电阻R27与GSM网络控制芯片U3的第十五引脚连接，第七二极管D7的阳极还与GSM网络控制芯片U3的第十引脚连接。

图15为本实施例中电源转换电路的电路原理图；图16为本实施例中开关机电路的电路原理图；图17为本实施例中接口电路的电路原理图；接口电路用于与CPU模块进行通讯；图18为本实施例中音频电路的电路原理图，音频电路用于预留作通话用。

总之，本实用新型在保证好良好的原理设计下，进行制作时选用高速稳定的云服务器03，选用优质的材料，如带屏蔽的电线，以及性能稳定的步进电机05是保证该实用新型完好的基础。本实用新型的硬件终端04采用单片机U2和主机电路来实现步进电机05的整个操作流程，在不同的设计中可以使用不同功能型号的电路板。本实用新型操作方便简单、真正能实现无国界和无限距离遥控。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。