[实用新型]基于单片机控制的四相步进电机装置

说明书

技术领域

本实用新型属于控制步进电机装置领域，涉及一种基于单片机控制的四相步进电机装置，应用于提供动力的步进电机系统，特别是广泛应用于控制数控机床等设备的步进电机系统。

背景技术

在工业控制中，通常要控制机械部件的平移和转动，这些机械的部件的驱动大都采用交流电机、直流电机和步进电机。在这3种电机中，步进电机最适合数字控制。因此它在数控机床等设备中得到了广泛的应用。由单片机系统产生正确的驱动脉冲信号，控制步进电机以正确的转速向正确的方向产生正确的转动角度。步进电机是数字控制的电机，它是将电脉冲信号变成角位移，实质上是一种数字/角度转换器。但是电路实际工作中控制步进电机电路复杂，操作性差，一直困扰技术操作人员。

发明内容

本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供的一种基于单片机控制的四相步进电机装置，由单片机产生正确的驱动脉冲信号，用键盘控制电机以正确的转速向正确的转动角度。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

依据本实用新型提供的一种基于单片机控制的四相步进电机装置，包括主控单元，驱动单元和键盘控制单元，所述的主控单元为单片机，键盘控制单元连接单片机的输入，单片机通过输出接口连接脉冲分配电路的输入，脉冲分配电路的输出连接电机驱动芯片的输入，由电机驱动芯片输出四路驱动电压给步进电机；电机驱动芯片依据由单片机产生的控制信号完成控制步进电机的换相顺序、转相和速度。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现：

前述的单片机采用4T89C52芯片；

前述的四相步进电机驱动芯片为STK672-040；

前述的键盘为4X4行列式键盘。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果。

本实用新型采用的是一个简单的单片机AT89C52控制的步进电机系统，输入由4X4键盘完成，当单片机实时检测键盘按下，单片机根据输入的键值控制STK672-040的输入，再由STK672-040完成脉冲分配与功率驱动，输出脉冲控制步进电机的运行。大大降低了结构的复杂性，使产品结构优化，安装方便，性能可靠，成本大大降低，因此具有精度高，电路简单，性价比高的特点。

本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是本实用新型的电路原理图；

图3是本实用新型的主程序流程图；

图4是本实用新型的中断服务子程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式，结构，特征极其功效，详细说明如后。

请参见图1～4，一种基于单片机控制的四相步进电机装置，包括主控单元，驱动单元和键盘控制单元，所述的主控单元为单片机，单片机采用AT89C52芯片，键盘控制单元连接单片机的输入，键盘为4X4行列式键盘，本系统的键盘使用了四个键，只对步进电机进行启动，转向，停止，调速。单片机通过输出接口连接脉冲分配电路的输入，脉冲分配电路的输出连接电机驱动芯片的输入，由电机驱动芯片输出四路驱动电压给步进电机；四相步进电机驱动芯片为STK672-040，电机驱动芯片依据由单片机产生的控制信号完成控制步进电机的换相顺序、转相和速度。

工作原理：

1)单片机的P1口用于键盘输入，先查询是否有键按下，单片机向行扫描口P1.0-P1.3输出全为0的扫描码为FOH，然后向列检测口P1.4-P1.7检测信号，只要有一列不为1，即P1口不为FOH，则表示有键按下，为0的列即对应为按下的键的所在列。

(2)查询键按下的所在列行位置，前面已经取得了按键的列号，接下来要确定键所在行，这需要进行行列逐行扫描。单片机首先使P1。0为0，P1.1-P1.7为1，即发送扫描码FEH，接着进行列检测，若为1，表示不在1行，否则即在第一行，接着使P1.1为0，其余为1，即发送扫描码FDH，再进行列检测，若为全1，表示不在第2行，否则即在第2行；这样逐行检测，直到找到按下键所在的行，当各行都扫描都扫描以后仍没有找到，则放弃扫描，认为是键的误动作。

(3)对于得到的行号和列号进行译码，得到键值。四相步进电机驱动芯片STK672-040实现了脉冲分配和驱动这两部分功能。R8，C5，和D1一起构成了STK672-040的上电复位电路；R6，R7分压网络提供了基准电压Vref。

(4)单片机的P2口用于和4相异步电机驱动芯片STK672-040的几口，其中，P2.0和P2.1和STK672-040的M1，M2输入脚连接，用于设置激励模式，P2.2和P2.3和STK672-040的M4，M5输入脚连接，用于设置转向轨迹，P2.4和/EN引脚连接，在不使用步进电机时，可切断激励源驱动输出，正常运行时，单片机应将此引脚置高；P2.5和CWB引脚相连，单片机通过此引脚可设置步进电机的方向，P2.6和RETURN引脚相连，可对步进电机进行相位归位操作，即强制步进电机回到当前相位的起点；P2.7和CLK相连，单片机通过此引脚向STK672-040送出输入时钟，STK672-040根据此时钟产生对应频率的4相脉冲输出信号控制步进电机的转动，此时钟决定了脉冲输出信号的频率，即决定了步进电机的转速。