021]参照图3所示，电机驱动模块与DSP控制模块相连，用于接收DSP所产生的四路PWM信号并对其进行放大，然后发送给两相四线制步进电机。电机驱动模块由一个全桥驱动电路L298芯片及其外围电路构成，其中从L298的2、3脚和13、14脚(即芯片的输出端)分别与两相四线制步进电机的四根线相连，而5、7、10、12脚依次与DSP四个管脚相连，通过这一连接实现了 DSP与L298以及两相四线制步进电机的串联控制。控制过程为:DSP接受来自触摸屏按键传来的信号，通过DSP输出控制信号，发送到L298驱动器，通过驱动器控制步进电机的转向和转速，电机驱动模块中很重要的一个部分是电机每一相都连接由四个二极管组成的保护电路，其重要作用就是防止由于步进电机的转速提高而产生的自感电动势损坏芯片。
[0022]两相四线制步进电机选用混合式步进电机，其型号为42BYG47-401A，转子有50个齿，每个齿距角为7.2度，步距角为0.9/1.8度，额定电流为1.5A，二相四线制步进电机的四条引线分别为红色、蓝色、绿色、黑色，其中绿色和黑色为一相(A相)、红色和蓝色为一相(B相)，其中A+、A-接电机A相，B+、B-接电机B相，电机通电顺序为A— B—/A—/B— A，改变其通电相序就可以改变步进电机转向。
[0023]测速模块选用双相光电编码器，其型号为E6A2-CW3C，与DSP控制模块相连，光电编码器旋转时可输出两组脉冲信号，用于测试步进电机的的速度和转向，编码器不需要驱动电路，可直接与DSP相连，其输出时只需要接1k且的上拉电阻。光电编码器测出步进电机的转速和转向，通过触摸屏显示出来。
[0024]电流检测模块选用霍尔元件电流传感器，通过与DSP控制模块和电机驱动模块相连，将流过电机驱动模块的电流发送给DSP，并通过触摸屏显示出来，检测流过L298驱动芯片的电流是否超过其额定电流。
[0025]参照图4所示，声光报警模块与DSP控制模块相连，由蜂鸣器报警电路和三色发光二极管报警电路组成。在蜂鸣器报警电路中，根据蜂鸣器由作用原理得出，要想蜂鸣器正常进行发声，需要有一定的电流去驱动它，由于DSP端口输出电流比较小，所以在设计电路中增加了一个三极管，它的作用是放大电流，使电流能够驱动蜂鸣器；在三色发光二极管报警电路中采用的是三色四端共阴发光二极管，该三色LED的内部结构其实就是由三个普通的发光二极管组成，并且将它们的阴极连接到一块，当对LED不同的端口输送高电平时，发光二极管就会发出对应颜色的光。声光报警模块主要接受来自DSP的信号，当电流检测模块检测流过电机驱动芯片的电流超过额定范围时就进行报警功能，通过蜂鸣器和发光二极管的显示提醒操作人员进行相应的控制。
[0026]触摸屏显示模块选用TFT液晶屏彩屏模块SSD1289/ILI9341，与DSP控制模块相连，用于显示两相四线制步进电机的转速大小和转向以及流过电机驱动模块的电流，并设定六个触摸按键，分别控制步进电机的开始、正转、反转、加速、减速、停止等功能。
[0027]本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种基于DSP的步进电机控制系统，其特征在于:包括DSP控制模块(I)、声光报警模块(2)、电流检测模块(3)、触摸屏显示模块(4)、电机驱动模块(5)、两相四线制步进电机(6 )、测速模块(7 )、电源模块(8 )，其中DSP控制模块(I)分别与电源模块(8 )、电机驱动模块(5)、电流检测模块(3)、测速模块(7)、触摸屏显示模块(4)、声光报警模块连接(2);所述的电源模块(8 )分别与电机驱动模块(5 )、触摸屏显不模块(4)、声光报警模块(2 )、测速模块连接(7);所述的电机驱动模块(5)分别与电流检测模块(3)、两相四线制步进电机(6)连接；所述的两相四线制步进电机(6)与测速模块(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的步进电机控制系统，其特征在于:所述DSP控制模块(I)中的DSP选用TMS320F28335芯片。3.根据权利要求1所述的一种基于DSP的步进电机控制系统，其特征在于:所述声光报警模块(2)由蜂鸣器报警电路和三色发光二极管报警电路组成。4.根据权利要求1所述的一种基于DSP的步进电机控制系统，其特征在于:所述电流检测模块(3)选用霍尔元件电流传感器。5.根据权利要求1所述的一种基于DSP的步进电机控制系统，其特征在于:所述触摸屏显示模块(4)选用选用TFT液晶屏彩屏模块SSD1289/ILI9341。6.根据权利要求1所述的一种基于DSP的步进电机控制系统，其特征在于:所述电机驱动模块(5)由一个全桥驱动电路L298芯片及其外围电路构成。7.根据权利要求1所述的一种基于DSP的步进电机控制系统，其特征在于:所述测速模块(7)选用型号为E6A2-CW3C的双相光电编码器。
【专利摘要】本发明公开了一种基于DSP的步进电机控制系统，包括DSP控制模块、电源模块、电机驱动模块、电流检测模块、测速模块、触摸屏显示模块、报警模块、两相四线制步进电机。DSP控制模块作为控制核心主要产生四路PWM信号，控制步进电机的转速和转向；电流检测模块检测流过电机驱动芯片的电流，测速模块检测步进电机的转速和转向，并通过触摸屏显示出来，并通过触摸屏模块设定触摸按键；声光报警模块主要接受来自DSP的信号，当电流检测模块检测流过电机驱动芯片的电流超过额定范围时就进行报警。该系统简化了外围电路，使得步进电机响应速度快、精度高，输出转矩脉动小，测速更加准确，且大大增强了系统的可扩展性能。
【IPC分类】H02P8/12, H02P8/18
【公开号】CN105119541
【申请号】CN201510623809
【发明人】朱龙, 李悦, 孙一迪, 季玲宇, 葛礼嘉
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月28日