步进电机驱动控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及步进电机系统在数字控制系统中的应用技术，具体地说是一种步 进电机驱动控制系统。
【背景技术】
[0002] 随着步进电机系统在各种数字控制系统中的广泛应用，各种数字控制系统对步进 电机的性能和驱动控制系统要求越来越高。下面以机器人为例，对步进电机进行说明。
[0003] 很多类型机器人具有多自由度、多关节，如蛇形机器人，多指灵巧机器人，仿人头 像机器人，双足步行机器人等，在这些机器人控制中常常需要大量的步进电机同步协调控 制来实现其运动。单一电机运动已经不能实现复杂的机器人运动要求，其运动的实现离不 开多电机的存在。现有技术中是通过采用单个微控制器输出信号组来控制多个步进电机， 并使用多路分离器将单个微控制器输出组分成用于多个步进电机的独立控制信号。
[0004] 发明人在实现本实用新型创造的过程中发现，采用单个微控制器输出信号组来控 制多个步进电机的方法，由于单个微控制器需要处理多组数据，所以导致整个步进电机的 控制效率较低，并且需要控制的步进电机的数量越多，微处理器的处理速度越慢。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本实用新型提供了一种步进电机驱动控制系统，以解决现有技术中采 用单个微控制器输出信号组来控制多个步进电机的方法导致控制效率较低的问题，其技术 方案如下：
[0006] -种步进电机驱动控制系统，包括:微控制器、输入端与所述微控制器相连的步进 电机驱动模块、一端与所述微控制器相连的CAN通信模块；
[0007] 所述CAN通信模块的另一端为与CAN总线连接的CAN总线连接口；所述步进电机驱 动模块的输出端为与第一步进电机相连的步进电机连接口；
[0008] 所述微控制器用于通过所述CAN通信模块接收上位机通过所述CAN总线发出的步 进电机控制命令以及与所述步进电机控制命令对应的步进电机地址，以及用于通过所述 CAN通信模块将所述步进电机当前的运动状态信息反馈往所述上位机;所述微控制器用于 在确定出所述步进电机地址为所述第一步进电机的地址时，依据所述步进电机控制命令通 过所述步进电机驱动模块输出步进电机驱动信号，以控制所述第一步进电机。
[0009] 优选的，还包括:与所述微控制器相连的工作模式选择模块，一端与所述微控制器 相连的CAN参数设置存储模块，所述微控制器通过所述工作模式选择模块设置所述步进电 机驱动控制系统的工作模式，所述工作模式包括CAN参数配置模式和步进电机驱动控制模 式；
[0010]在所述工作模式选择模块设置的所述步进电机驱动控制系统的工作模式为CAN参 数配置模式时，所述微控制器用于通过所述CAN参数设置存储模块，获取CAN配置参数并依 据所述CAN配置参数对所述CAN总线的参数进行设置，所述CAN配置参数包括数据传输速率 以及步进电机的地址信息，以及用于将所述CAN配置参数存储在所述CAN参数设置存储模块 中；
[0011] 在所述工作模式选择模块设置的所述步进电机驱动控制系统的工作模式为步进 电机驱动控制模式时，所述微控制器用于通过所述CAN通信模块接收上位机通过所述CAN总 线发出的步进电机控制命令以及与所述步进电机控制命令对应的步进电机地址，以及用于 通过所述CAN通信模块将所述步进电机当前的运动状态信息反馈往所述上位机;所述微控 制器用于在确定出所述步进电机地址为所述第一步进电机的地址时，依据所述步进电机控 制命令通过所述步进电机驱动模块输出步进电机驱动信号，以控制所述第一步进电机。
[0012] 优选的，还包括:与所述微控制器相连的工作模式显示模块，所述微控制器通过所 述工作模式显示模块显示所述步进电机驱动控制系统当前的工作状态，CAN参数配置模式 步进电机驱动控制模式所述工作状态包括:CAN配置参数状态、正常运行状态和/或处于故 障状态。
[0013] 其中，所述CAN通信模块包括:CAN控制器、CAN收发器、CAN总线接口；
[0014] 与所述微控制器双向通讯的所述CAN控制器，用于控制CAN总线通信数据帧的发送 和接收;与所述CAN收发器相连的所述CAN总线接口，用于输出和接收所述上位机的CAN总线 差分信号；与所述CAN控制器双向通讯的所述CAN收发器，用于实现二进制码流和CAN总线差 分信号之间的转换。
[0015] 其中，所述CAN控制器包括CAN控制器芯片U3、与所述控制器芯片U3相连的第二复 位电路和与所述控制器芯片U3相连的第二晶振电路，所述第二晶振电路包括晶振CAN_Y1、 非极性电容C4和非极性电容C5,所述晶振CAN_Y1的一端和非极性电容C4的一端均与所述 CAN控制器芯片U3的引脚9相连，所述晶振CAN_Y1的另一端和非极性电容C5的一端均与所述 CAN控制器芯片U3的引脚10相连，所述非极性电容C4的另一端和非极性电容C5的另一端均 接地;所述第二复位电路包括电阻R33、极性电容C33和非极性电容C32,所述电阻R33的一端 和极性电容C33的正极均与所述CAN控制器芯片U3的引脚17相接，所述极性电容C33的负极 和非极性电容C32的一端均接地，所述电阻R33的另一端和非极性电容C32的另一端均与第 一电源相连;所述CAN控制器芯片U3的第1引脚和第2引脚分别与所述微控制器相连，所述 CAN控制器芯片U3的引脚1~6分别与所述微控制器相连，所述CAN控制器芯片U3的引脚7悬 空，所述CAN控制器芯片U3的引脚8、引脚15、引脚20、引脚21均接地连，所述CAN控制器芯片 U3的引脚11、引脚12、引脚18、引脚22与第二电源相连，所述CAN总线接口为CAN总线接口端 子，所述CAN控制器芯片U3的引脚16、引脚23至引脚28分别与所述微控制器相连;所述CAN收 发器包括CAN收发芯片U2、非极性电容Cl，所述CAN收发芯片U2的引脚1、引脚4分别与CAN控 制器芯片U3的引脚13、引脚19相连，所述CAN收发芯片U2的引脚2、引脚8均接地，所述CAN收 发芯片U2的引脚6、引脚7分别与CAN总线接口端子的引脚1、引脚2相连，所述CAN收发芯片U2 的引脚3和极性电容Cl的一端均与第三电源相连，所述极性电容Cl的另一端接地。
[0016]其中，所述CAN参数设置模块包括:RS232接口、电平转换电路、EEPROM存储器；
[0017]与微控制器相连的所述EEPROM存储器，用于下载和存储CAN配置参数;与微控制器 双向通讯的所述电平转换电路，用于TTL电平信号的发送与接收;与所述电平转换电路双向 通讯所述RS232接口用于获取CAN通信参数的RS232电平信号。
[0018]其中，所述RS232接口为标准串口的接口，所述电平转换电路包括转换芯片U232_ 1、非极性电容c_rsll、非极性电容C_rsl2、非极性电容C_rsl3、非极性电容C_rsl4、非极性 电容C_rsl5,所述转换芯片U232_l的引脚1、引脚3分别与非极性电容C_rsll的两端相连，所 述转换芯片U232j的引脚4、引脚5分别与非极性电容C_rsl2的两端相连，所述转换芯片 U232_l的引脚7、引脚8分别与所述RS232接口相连，所述转换芯片U232_l的引脚9、引脚10分 别与所述微控制器相连，所述转换芯片U232_l的引脚2和非极性电容C_rs 13的一端相连，所 述转换芯片U232_l的引脚16、非极性电容C_rsl3的另一端、非极性电容C_rsl5的一端均与 第四电源相连，所述转换芯片U232_l的引脚6与非极性电容C_rsl4-端相连，所述非极性电 gC_rsl4的另一端和非极性电gC_rsl5的另一端均接地;所述EEPROM存储包括EEPROM芯片 U4、非极性电容C41，所述EEPROM芯片U4的引脚1至引脚4、引脚7和非极性电容C41的一端均 接地，所述EEPROM芯片U4的引脚8和非极性电容C41的另一端均与5V电源相连，所述EEPROM 芯片U4的引脚5、引脚6分别与所述微控制器相连。
[0019] 其中，所述步进电机驱动模块，包括信号隔离驱动电路、步进电机接口，信号隔离 驱动电路的输入端与所述微控制器相连，输出端与所述步进电机接口相连，所述步进电机 接口为所述步进电机连接口，用于输出驱动步进电机的指令。
[0020] 其中，所述信号隔离驱动电路为信号隔离驱动芯片U6、所述步进电机接口为步进 电机连接端子P2;
[0021] 所述信号隔离驱动芯片U6的引脚1至引脚4分别与所述微控制器相连，所述信号隔 离驱动芯片U6的引脚13至引脚16分别与步进电机连接端的引脚5至引脚2相连，所述信号隔 离驱动芯片U6的引脚9和步进电机连接端子P2引脚1均与第五电源相连，所述信号隔离驱动 芯片U6的引脚8接地。
[0022]其中