[发明专利]步进电机的一体化控制驱动器

摘要

本发明公开了一种步进电机的一体化控制驱动器，该控制驱动器包括一嵌入式微处理系统；嵌入式微处理系统包括通信协议处理模块、指令反馈处理模块、运动控制模块、数字信号处理模块、TTL 电平输出控制模块、传感器输入控制模块；通信协议处理模块与指令反馈处理模块相连；指令反馈处理模块分别与运动控制模块、数字信号处理模块、TTL 电平输出控制模块、传感器输入控制模块相连；运动控制模块、数字信号处理模块、TTL 电平输出控制模块和传感器输入控制模块通过数据指令总线互相通信。本发明提出了“事件比对”这一设计思想和实现方法，减轻了用户上位机的工作负荷，提高了单台或多台步进电机的一体化控制驱动器和上位机交互工作的实时性。

主权项

一种步进电机的一体化控制驱动器，包括电源管理模块（11）、驱动和功放电路（12）、嵌入式微处理系统（13）、通讯驱动电路（14）和记忆体；所述电源管理模块（11）与嵌入式微处理系统（13）相连，用以控制嵌入式微处理系统（13）的供电；所述嵌入式微处理系统（13）与驱动和功放电路（12）相连，用以控制处理驱动和功放电路（12）的工作；所述嵌入式微处理系统（13）与通讯驱动电路（14）相连，用以控制通讯驱动电路的工作状态；其特征在于：所述嵌入式微处理系统（13）包括通信协议处理模块（131）、指令反馈处理模块（132）、运动控制模块（133）、数字信号处理模块（134）、TTL电平输出控制模块（135）、传感器输入控制模块（136）；所述运动控制模块（133）、TTL电平输出控制模块（135）和传感器输入控制模块（136）与记忆体相连；所述通信协议处理模块（131）与指令反馈处理模块（132）相连；所述指令反馈处理模块（132）分别与运动控制模块（133）、数字信号处理模块（134）、TTL电平输出控制模块（135）、传感器输入控制模块（136）相连；所述运动控制模块（133）、数字信号处理模块（134）、TTL电平输出控制模块（135）和传感器输入控制模块（136）通过数据指令总线互相通信；所述记忆体中定义2个相互关联成对的变量表，一个称为事件表，另一个称为动作表，统称为事件‑动作表；所述事件表的每个单元都对应所述动作表中的一个单元，所述事件表与动作表中的每个单元均为一个数值变量或者一个数组变量；所述事件表中的任何一个单元的值如果在实际工作中被工作参数匹配，则相关联的动作表中的相应单元的值所代表的控制参数或者动作将被立即执行或者写入未来执行的动作序列表中；所述事件‑动作表包括与所述运动控制模块（133）对应的运动控制的事件‑动作表、与传感器输入控制模块（136）对应的传感器控制的事件‑动作表和与所述TTL电平输出控制模块（135）对应的电平控制的事件‑动作表；所述运动控制模块（133）用于从所述记忆体中读取当前运动参数；所述运动控制模块（133）用于根据当前运动参数，与用户定义的运动控制事件表比较，判断是否有用户关注事件发生；如果有，并且该关注事件与运动控制相关，则根据用户定义的运动模式的事件‑动作表定义今后的期望控制动作，并将所述期望控制动作写入期望运动控制动作表；如果该关注事件与电平输出相关，则根据用户定义的电平控制的事件‑动作表定义今后的期望输出电平；如果该关注事件与变化通知相关，则发送该事件信息到用户上位机；如果该事件并非用户关注事件，则从所述期望运动控制动作表读取期望控制动作；所述运动控制模块（133）用于根据期望控制动作换算出期望运动参数，并进而计算出下一个执行周期内的硬件执行参数；所述运动控制模块（133）用于将所述硬件执行参数输出到底层电机驱动相应执行硬件；所述传感器输入控制模块（136）用于判断是否有用户指令改变传感器端口配置，如果有则修改传感器端口配置，然后读取传感器；否则直接读取传感器；所述传感器输入控制模块（136）用于判断是否有用户查看传感器读数，如果有则发送传感器读数到用户上位机，然后判断传感器状态/读数是否有改变；否则直接判断传感器状态/读数是否有改变；所述传感器输入控制模块（136）用于判断传感器状态/读数是否有改变，如果有改变则与用户定义的传感器控制的事件‑动作表比较，然后判断是否有用户关注事件发生；否则返回判断是否有用户指令改变传感器端口配置；所述传感器输入控制模块（136）用于判断是否有用户关注事件发生，如果有则判断该关注事件与什么相关，否则返回判断是否有用户指令改变传感器端口配置；如果该事件与运动控制相关，则根据用户定义的传感器控制的事件‑动作表修改期望控制动作并写入期望运动控制动作表；如果该事件与电平输出相关，则根据用户定义的传感器控制的事件‑动作表修改期望输出电平；如果该事件与变化通知相关，则发送该事件信息到用户上位机；所述TTL电平输出控制模块（135）用于判断用户是否想直接控制电平输出，如果是则输出到底层硬件，然后返回判断用户是否想直接控制电平输出；否则读取期望输出电平。