一种通用型步进电机驱动装置的制作方法

本发明属于电机驱动装置技术领域，具体涉及一种通用型步进电机驱动装置。

背景技术：

步进电机具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点，因此具有瞬间起动与急速停止的优越特性。其输出的转角或位移精度高,误差不会积累且控制系统结构简单，与数字设备兼容，价格便宜。因此，步进电机广泛用于简易数控机床、送料机构、仪器、仪表等领域。

目前市面上的步进电机驱动器功能都比较单一，不具备多路驱动及与上位机通讯功能，且无法寻零找到绝对位置。因此，设计一款通用性强、多功能的步进电机驱动装置显得十分必要。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种3路独立输出的步进电机驱动装置，该装置能够在上电时寻找零位，从而获取绝对位置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通用型步进电机驱动装置，包括单片机、驱动芯片、光电开关和上位机；所述光电开关安装在电机侧，每360°输出一个触发脉冲信号；所述驱动芯片用于在单片机的配置下输出3路步进电机驱动信号以分别控制三路电机的转速；所述单片机用于输出3路步进电机驱动信号、接收3路光电开关信号，实现寻零功能，并通过串口与上位机进行通讯，从而实现上位机控制步进电机。

优选地，所述单片机与上位机之间通过rs422串口通信。

优选地，所述单片机选用ti公司的tm4c123a。

优选地，所述单片机具体用于：接收上位机发送的零位检测指令，解析该零位检测指令，若零位检测指令解析正确，则根据3路光电开关发送的触发脉冲信号判断光电开关零位信号是否正常，实现寻零功能，若光电开关零位信号正常，则给上位机回复寻零正常指令，之后接收上位机发送的方向、转速指令后对接收的指令进行解析，解析正确后配置驱动芯片、使得驱动芯片输出3路步进电机驱动信号以分别控制三路电机的转速，解析错误时给上位机回复命令解析异常信息；若光电开关零位信号不正常，则给上位机回复寻零异常指令；若零位检测指令解析错误，则向上位机回复命令解析异常信息。

优选地，所述驱动芯片选用ti公司的drv8885。

优选地，所述光电开关选用霍尼韦尔公司的hoa1872。

(三)有益效果

本发明能够同时驱动3路步进电机，且电路实现简单；单片机可通过串口与上位机通讯，实现上位机控制功能，使用灵活方便；具有寻零功能，上电后即可获取绝对位置信息。

附图说明

图1是本发明的电路方案组成示意图；

图2是本发明的通信流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明的技术解决方案是：通过使用单片机(优选tm4c123a)、驱动芯片(优选drv8885)、光电开关(优选hoa1872)和上位机共同组成通用型步进电机驱动装置。

电路原理方案如图1所示。

(1)单片机

单片机是步进电机驱动装置的核心器件，完成功能包括：a)输出3路步进电机驱动信号。b)接收3路光电开关信号，实现寻零功能。c)通过串口与上位机进行通讯，从而实现上位机控制步进电机，单片机与上位机之间通过rs422串口通信。单片机选用ti公司的tm4c123a，该单片机具有成本低，功能丰富的特点，且开发环境简单，易于编程。单片机与上位机、光电开关、驱动芯片的交互流程如图2所示，接收上位机发送的零位检测指令，解析该零位检测指令，若零位检测指令解析正确，则根据3路光电开关发送的触发脉冲信号判断光电开关零位信号是否正常，实现寻零功能，若光电开关零位信号正常，则给上位机回复寻零正常指令，之后接收上位机发送的方向、转速指令后对接收的指令进行解析，解析正确后配置驱动芯片、驱动3路步进电机驱动信号分别控制三路电机的转速，解析错误时给上位机回复命令解析异常信息；若光电开关零位信号不正常，则给上位机回复寻零异常指令；若零位检测指令解析错误，则向上位机回复命令解析异常信息。

(2)驱动芯片

驱动芯片选用ti公司的drv8885，该驱动芯片输出能力可达1.5a，且具有过流保护功能，能够增加设备运行可靠性。

(3)光电开关

光电开关安装在电机侧，每360°输出一个触发脉冲信号，光电开关选用霍尼韦尔公司的hoa1872，具有成本低，响应的速度快，可靠性高的特点。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)能够同时驱动3路步进电机，且电路实现简单；

(2)单片机可通过串口与上位机通讯，实现上位机控制功能，使用灵活方便；

(3)具有寻零功能，上电后即可获取绝对位置信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种通用型步进电机驱动装置，属于电机驱动装置技术领域。本发明能够同时驱动3路步进电机，且电路实现简单；单片机可通过串口与上位机通讯，实现上位机控制功能，使用灵活方便；具有寻零功能，上电后即可获取绝对位置信息。

技术研发人员：杨玉良;段东建
受保护的技术使用者：天津津航技术物理研究所
技术研发日：2018.12.12
技术公布日：2019.04.23