步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)芯片pmm8713)

驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示。外接電阻Rt和電容Ct 、內(nèi)部定時(shí)比較器、復(fù)零晶體管、R-S觸發(fā)器等構(gòu)成單穩(wěn)定時(shí)電路。當(dāng)輸入端Vi+輸入的電壓大于Vi-輸入端的電壓時(shí)，f0輸出邏輯低電平。同時(shí)，電流源IR對(duì)電容CL充電。電源Vcc也通過(guò)電阻Rt對(duì)電容Ct充電。當(dāng)電容Ct兩端的充電電壓大于Vcc的2/3時(shí)，輸出端，f0輸出邏輯高電平。f0信號(hào)輸出至PMM8713 芯片的時(shí)鐘端，該頻率經(jīng)PMM8713處理后，在A、B、C腳輸出一定頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)控制功率三極管的導(dǎo)通時(shí)間，從而控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
方向控制電路由LM348四電路通用運(yùn)算放大器構(gòu)成。外部方向控制信號(hào)通過(guò)LM348和基準(zhǔn)電壓構(gòu)成電壓比較電路。當(dāng)Vdi大于基準(zhǔn)電壓VH時(shí)，U3A輸出為正，接至PMM8713的第4腳，控制輸出端輸出正相脈沖序列。當(dāng)Vdi小于基準(zhǔn)電壓VH時(shí)，輸出端為負(fù)，接至PMM8713的第4腳，控制輸出端輸出負(fù)相脈沖序列，相應(yīng)相驅(qū)動(dòng)輸出端輸出正反向脈沖序列，從而控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。

由LM331給出的輸入指令是輸入時(shí)鐘f0和方向指令DIR，這2個(gè)指令在PMM8713中經(jīng)邏輯組合轉(zhuǎn)換各相通斷的時(shí)序邏輯信號(hào)。PMM8713的相驅(qū)動(dòng)輸出端(PIN10～PIN13)的驅(qū)動(dòng)電流達(dá)20 mA以上，能直接驅(qū)動(dòng)微型步進(jìn)電機(jī)。R1、C1為開(kāi)機(jī)時(shí)自動(dòng)初始化電路。初上電的數(shù)十毫秒內(nèi)R端為低電平，從而A～D端自動(dòng)復(fù)位至初始狀態(tài)。如果外接的步進(jìn)電機(jī)功率較大，PMM8713輸出驅(qū)動(dòng)端驅(qū)動(dòng)能力不夠，此時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)功率放大驅(qū)動(dòng)電路，然后再驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。PMM8713各相輸出端的導(dǎo)通順序邏輯信號(hào)送至功率驅(qū)動(dòng)段轉(zhuǎn)換成內(nèi)部功率開(kāi)關(guān)的基極(或柵極)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式按相繞組流過(guò)的電流是單向或雙向可分為單極性和雙極性驅(qū)動(dòng)，通常，三相步進(jìn)電饑采用單極性驅(qū)動(dòng)。從功率驅(qū)動(dòng)級(jí)電路來(lái)分析，又有電壓驅(qū)動(dòng)和電流驅(qū)動(dòng)之分。本設(shè)計(jì)中采用串聯(lián)電阻電壓驅(qū)動(dòng)方式。在相繞組中串接一定阻值和功率的電阻，一方面減小了繞組回路的時(shí)間常數(shù)，同時(shí)又對(duì)低頻和靜止工作時(shí)的電流進(jìn)行限制。
　　利用上述原理設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)閘閥控制器，閘閥的上下位置采用限位開(kāi)關(guān)控制，利用相應(yīng)的電路使限位開(kāi)關(guān)的動(dòng)作改變圖5所示LM348比較電壓輸入端電壓的大小，從而控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)還是停轉(zhuǎn)。其工作原理；LM348的同相輸入端為基準(zhǔn)電壓端，其反向輸入端為比較電壓輸入端，當(dāng)比較電壓輸入端的電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)，LM348的1引腳上輸出高電平，使BD237導(dǎo)通，從而使步進(jìn)電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；當(dāng)比較電壓輸入端的電壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)，在LM348的1引腳上輸出低電平，BD237截止，步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)。
　　　　　　　　　　　　　　　

單片機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)電路

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)電路原理如圖3： 

圖3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)電路原理圖

　　AT89C2051將控制脈沖從P1口的P1.4~P1.7輸出，經(jīng)74LS14反相后進(jìn)入9014，經(jīng)9014放大后控制光電開(kāi)關(guān)，光電隔離后，由功率管TIP122將脈沖信號(hào)進(jìn)行電壓和電流放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組。使步進(jìn)電機(jī)隨著不同的脈沖信號(hào)分別作正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等動(dòng)作。圖中L1為步進(jìn)電機(jī)的一相繞組。AT89C2051選用頻率22MHz的晶振，選用較高晶振的目的是為了在方式2下盡量減小AT89C2051對(duì)上位機(jī)脈沖信號(hào)周期的影響。

　　圖3中的RL1~RL4為繞組內(nèi)阻，50Ω電阻是一外接電阻，起限流作用，也是一個(gè)改善回路時(shí)間常數(shù)的元件。D1~D4為續(xù)流二極管，使電機(jī)繞組產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)通過(guò)續(xù)流二極管（D1~D4）而衰減掉，從而保護(hù)了功率管TIP122不受損壞。

　　在50Ω外接電阻上并聯(lián)一個(gè)200μF電容，可以改善注入步進(jìn)電機(jī)繞組的電流脈沖前沿，提高了步進(jìn)電機(jī)的高頻性能。與續(xù)流二極管串聯(lián)的200Ω電阻可減小回路的放電時(shí)間常數(shù)，使繞組中電流脈沖的后沿變陡，電流下降時(shí)間變小，也起到提高高頻工作性能的作用。