二相步进电机驱动芯片THB6064AH及其应用
介绍二相步进电机驱动芯片THB6064AH及其应用
摘要: THB6064AH是北京海华博远科技与日本东芝半导体公司合作推出的高性能步进电机驱动芯片，本文主
要介绍它的原理及其应用。其稳定的性能、便宜的价格、简洁的外围线路，为实现高性能、低成本、小型化步进电机驱动方案提供了最佳选择。
引言：步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机具有惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点,在机电一体化产品中应用广泛,常用作定位控制和定速控制。然而，随着市场竞争起来越激烈，对产品的成本、高度集成化、功能模块化等方面要求也越来越高。选择专用驱动芯片的步进电机驱动方案越来越受重视。目前市面上常见的双极型微步电机驱动芯片最高细分在16细分以内，输出峰值电流都在3.5A 以内，耐压限制在40VDC。像A3977、TA8435、TB6560A、THB6016等，只能匹配2.5A以内、57机座以下的电机，无法驱动更大功率的步进电机。为了打破这一局限，北京海华博远科技与日本东芝半导体公司合作推出高耐压、大电流、多细分高性能步进电机驱动芯片 THB6064AH。
一： THB6064AH 简介
THB6064AH 是北京海华博远科技与日本东芝半导体公司合作推出的，是一款整合逻辑模块和功率模块于一身的高性能两相混合式步进电机驱动芯片。配合简单的外围电路即可实现高性能、多细分、大电流的步进电机驱动。因其驱动噪音低、震动小，性能可靠、性价比高的特点，适用于各行业的自动化设备。
其主要特点有:
● 双全桥MOSFET驱动，低导通电阻Ron＝0.4Ω（上桥+下桥）
● 耐压高达50VDC，VM工作电压范围大
● 峰值电流4.5A，输出电流连续可调
● 多达8种细分可选（1/2、1/8、1/10、1/16、1/20、1/32、1/40、1/64）
● 采用脉宽调制 斩波驱动方式
● 自动限流、半流锁定功能
● 提供四种衰减方式切换选择
●内置温度保护及过流保护
●低电压检测(UVLO)电路
二：芯片内部方框示意图
图1
从上面图1方框图可以看出THB6064AH的输入输出接口非常简单，直接在CLK端输入脉冲就可以控制电机转动，改变 CW/CCW 端的电平就可以切换电机转动的方向。切换M1/M2/M3端的电平就可以选择应用中需要的细分，调节DCY1/DCY2端的电平就可以选择合适的衰减方式。OSC2端通过选择合适的电阻来设定相应的斩波频率，还有DOWN 脚用来自动控制锁相时的输出电流，以减小电机锁相时发热严重;另外ALERT端在过流过温时可以输出保护信号指示方便用户了解驱动器的工作情况。芯片的输出电流可以通过调节Vref端电压来改变。具体各引脚功能看图2
三：管脚说明
图2
图3 衰减方式对应表 通过两个输入端口选择四种衰减模式
细分附表 通过三个输入端口切换8种细分模式
四：应用电路
图4 与MCU结合应用的简化电路（图4）
由图4的电路可以看出THB6064AH的外围线路非常简单，只需要接入少量配件就可以构成一款高性能步进电机驱动。ALERT接入到MCU中还可以让MCU检测到THB6064AH的工作状态，通过选择合适的R22的阻值可以设定步进电机锁相时的电流，避免出现锁相时电机电流过大，有效减小电机的发热。
根据客户自身的需要，还可以简化输入接口。例如，有些产品只需要一种细分模式的，可以通过测试来选择合适的衰减模式，对应固定DCY1/DCY2/M1/M2/M3的电平，进一步简化输入接口。方便在单块PCB上实现一个MCU控制多片THB6064AH，为多电机产品系统控制提供了方便，简化系统的复杂程度。非常方便整合到自身产品中。
由于图4中的电路中MCU与THB6064连接没有加入光耦隔离，不适合应用于干扰严重的系统中。在干扰严重的环境应用时，建议相应做好抗干扰处理并加入光耦隔离控制信号。
下面是 控制输入时序
成品驱动器的典型应用线路（图5）
图5
应用简述
图5 是应用在成品驱动器的电路。控制信号端加入光耦隔离，提高抗干扰能力。由于驱动芯片CLK频率最高支持200KHZ以上，为了保证脉冲信号耦合后的质量，选择用高速光耦。8种细分和4种衰减模式通过拔码开关选择。斩波频率由 27KΩ～160KΩ的电阻来设定，对应的斩波频率是15～65KHZ。衰减模式和斩波频率的设定，以步进电机运行平稳、噪音低、震动小为佳。ALERT指示信号通过发光二极管LED显示（芯片出现过流、过温、短路启动等，ALERT会输出低电平，并且强制关闭输出。正常工作时ALERT是高阻状态），方便用户实时了解驱动器的是否异常。当芯片检测CLK输入频率低于2 Hz时，DOWN脚输出低电平，R5连接在DOWN 和Vref两端，就是通过这个功能来实现自动降低芯片输出电流，减小电机锁相时发热。输出端RV1～RV4的接入，一定程度上限制了步进电机工作中产生的尖峰电压，保护驱动芯片不被尖峰电压损坏（RV阻值设定：RV=VM/5MA）。输出电流通过公式 Io(100%) = Vref x 1/3 x 1/Rs 计算，Vref取值范围：0.5V—3.0V ，RS为检测电阻（图5中的R-NFA与R-NFB），建议用无感电阻，推荐阻值为0.22Ω/2W。设计PCB时要注意检测电阻与芯片的连线要短而粗，两者间的地线也要短而粗。避免因地线过小而出现地电平反弹，影响驱动效果。芯片周围的安全间距至少要0.3MM。在四个输出端、电源端和取样电阻尤其要注意，建议这几个端口布线间距在0.5MM以上。
结语
通过对THB6064AH及其典型应用电路的分析，得益于THB6064AH芯片的高度集成、接口傻瓜化、芯片智能化使应用极其简单，开发周期短。THB6064AH高达4.5A的峰值输出电流和50VDC的耐压在测试中驱动部分85、86机号步进电机时也毫不逊色，突破了同类芯片最大只能驱动57机号以内步进电机的局限。其强
悍的性能、低廉的价格，让实现高性能、低成本、小型化步进电机驱动方案成为可能。
步进电机控制芯片
步进电机控制芯片UDN2916LB原理及应用(图) UDN2916LB是SANKEN公司推出的一款两相步进电机双极驱动集成电路，能够驱动双绕组双极步进电机，特别适用于目前国内税控市场双步进微型打印机电机的控制。 UDN2916LB适用的电机电压范围为10～45V，逻辑电压不能超过7V；通过内部脉宽调制控制器(PWM)可实现最大750mA的输出电流；内置1/3和2/3分割器；逻辑输入实现1相/2相/W1-2phase激励模式；内置过热和交叉电流保护功能；集成钳位二极管；内置防止低压误操作等保护功能。UDN2916LB内部结构如图所 示，芯片有两组电路构成，每组电路由PWM控制器、电桥及辅助电路组成。 图1 UDN2916LB内部结构框图 PWM电流控制电路 每个PWM控制器由一组电桥、一个外部检测电阻(RS)、一个内部比较器和一个多谐振荡器组成，来独立检测和控制输出电流，如图2所示。 图2 PWM电流控制电路 当电桥导通时，电机线圈中电流开始增大，电流通过外部检测电阻产生的检测电压也在增大。当检测电压达到比较器输入端设定电压值时，线圈中电流ITRIP=VREF/10RS，这时比较器触发单稳态关闭电桥的源驱动。内部逻辑和转换开关的延迟(td)典型值为2μs，这种延迟会导致实际负载电流峰值稍高于理论值。当电桥关闭后，电机电流开始衰减，通过地钳位二极管和接收晶体管回流。源驱动关闭时间toff由单稳态的外部RC决定，toff=RTCT，一般RT取值范围在20～100kΩ，CT取值范围在100～1000pf。PWM输出电流波形见图3，负载电流路径见图4。 图3 PWM输出电流波形 图4 负载电流路径
步进电机驱动芯片类型
随着工业和家电领域、玩具马达及机器人市场的需求持续稳定成长，步进电机驱动控制芯片得到越来越广泛的应用。步进电机驱动芯片是集成有CMOS 控制电路和DMOS 功率器件的芯片，利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统。可以用来驱动直流电机、步进电机和继电器等感性负载。 步进电机驱动分电压型和电流型两种,那它们之间有什么区别呢?如何判断驱动芯片是电压型的还是电流型的? 1、电压型 直流电路采用电容器滤波。在波峰(电压较高)时，由电容器储存电场能，在波谷(电压较低)时，电容器将释放电场能来进行补充，从而使直流电压保持平稳。直流电路是一个电压源，故称为电压型。 2、电流型 直流电路采用电抗器滤波。在波峰(电流较大)时，由电抗器储存磁场能，在波谷(电流较小)时，电抗器将释放磁场能来进行补充，从而使直流电流保持平稳。直流电路是一个电流源，故称为电流型。 步电机系统解决方案
由于负载一般都是感性的，它和电源之间必有无功功率传送，因此在中间的直流环节中，需要有缓冲无功功率的元件。 如果采用大电容器来缓冲无功功率，则构成电压源型变频器;如采用大电抗器来缓冲无功功率，则构成电流源型变频器。 深圳市维科特机电有限公司成立于2005年，是步进电机产品的销售、系统集成和应用方案提供商。我们和全球产品性价比高的生产厂家合作，结合本公司专家团队多年的客户服务经验，给客户提供有市场竞争力的步进电机系统解决方案。我们的主要产品有信浓(SHINANO KENSHI)混合式步进电机、日本脉冲(NPM)永磁式步进电机、减速步进电机、带刹车步进电机、直线步进电机、空心轴步进电机、防水步进电机以及步进驱动器、减振垫、制振环、电机引线、拖链线、齿轮、同步轮、手轮等专业配套产品。我们还供应德国TRINAMIC驱动芯片和日本NPM运动控制芯片。根据客户配套需要，我们还可以提供其他种类及其他品牌微电机产品的配套服务。也提供NPM的线性磁轴电机(直线电机)及技术支持和服务。 步电机系统解决方案
两相混合式步进电机驱动器使用说明
两相混合式步进电机驱动器使用说明 一、简介 THB7128是一款专业的两相步进电机驱动芯片。它内部集成了细分、电流 调节、CMOS功率放大等电路，配合简单的外围电路即可实现高性能、多 细分、大电流的驱动电路。适合驱动42、57型两相、四相混合式步进电机。在低成本、低振动、小噪声、高速度的设计中应用效果较佳。 二、特色 1、采用的是7128单芯片两相正弦细分步进电机驱动 2、直接采用单脉冲和方向信号译码控制模式 3、双全桥MOSFET驱动，低导通电阻Ron＝0.53Ω 4、可实现正反转控制 5、通过3位选择8档细分控制(1,1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64,1/128) 6、最高耐压40VDC 7、高输出电流（Iout=3A），输出电流方便可调 8、芯片内部有过热保护（TSD）和过流检测电路 9、采用底部大散热片，散热快 10、采用高速光耦，使得性能更稳定，速度更快 三、电气性能 输入电源12-32VDC 输出电流最大3A（可调电阻方便可调） 细分选择 1细分，1/2细分，1/4细分，1/8细分，16细分，1/32细分，1/64
细分，1/128细分（可由拨码开关M1、M2、M3设定） 四、使用指南 1、关于电源： ①VCC连接直流电源正（注意：10V＜VCC＜32V）。 ②如果超出范围，可能造成驱动器无法正常工作，甚至是损坏。 ③为保证驱动器的正常工作，请选用优质的电源，推荐32VDC功率在100W 以上的电源。 ④对于电压的接入误操作造成的驱动器损坏，不在免费保修范围内。 2、关于电流输出： 电流调节使用可调电阻，根据不同档位对应不同大小的电流。（顺时针调减小，逆时针增大）如图1： 图1 3、、关于细分 细分数是以驱动板上的拨盘开关选择设定的，根据细分选择表的数据设定（最好在断电情况下设定）。细分后步进电机步距角按下列方法计算：步距角=
步进电机驱动电路设计
https://www.360docs.net/doc/4e2577278.html,/gykz/2010/0310/article_2772.html 引言 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。驱动器接收到一个脉冲信号后，驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。首先，通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；其次，通过控制脉冲顿率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到涮速的目的。目前，步进电机具有惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点，在机电一体化产品中应用广泛，常用作定位控制和定速控制。步进电机驱动电路常用的芯片有l297和l298组合应用、3977、8435等，这些芯片一般单相驱动电流在2 a左右，无法驱动更大功率电机，限制了其应用范围。本文基于东芝公司2008年推出的步进电机驱动芯片tb6560提出了一种步进电机驱动电路的设计方案 1步进电机驱动电路设计 1.1 tb6560简介 tb6560是东芝公司推出的低功耗、高集成两相混合式步进电机驱动芯片。其主要特点有：内部集成双全桥mosfet驱动；最高耐压40 v，单相输出最大电流3.5 a(峰值)；具有整步、1／2、1／8、1／16细分方式；内置温度保护芯片，温度大于150℃时自动断开所有输出；具有过流保护；采用hzip25封装。tb6560步进电机驱动电路主要包括3部分电路：控制信号隔离电路、主电路和自动半流电路。 1.2步进电机控制信号隔离电路 步进电机控制信号隔离电路如图1所示，步进电机控制信号有3个(clk、cw、enable)，分别控制电机的转角和速度、电机正反方向以及使能，均须用光耦隔离后与芯片连接。光耦的作用有两个：首先，防止电机干扰和损坏接口板电路；其次，对控制信号进行整形。对clk、cw信号，要选择中速或高速光耦，保证信号耦合后不会发生滞后和畸变而影响电机驱动，且驱动板能满足更高脉冲频率驱动要求。本设计中选择2片6n137高速光耦隔离clk、cw，其信号传输速率可达到10 mhz，1片tlp521普通光耦隔离enable信号。应用时注意：光耦的同向和反向输出接法；光耦的前向和后向电源应该是单独隔离电源，否则不能起到隔离干扰的作用。
二相步进电机控制系统实施方案
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：自动化0903班 指导教师：工作单位：自动化学院 题目: 二相步进电机控制系统地设计 初始条件： 采用8086最小模式，扩展4K地EPROM及2K地RAM，利用L298 ，输出双极性模拟电压驱动二相步进电机，使其按不同速度正反转，电机以八个开关以补码形式给定输入并以发光二极管显示出来，转速为-500rpm~+500rpm b5E2R。 要求完成地主要任务: 1．硬件设计：系统总原理图及各部分详细原理图 2．软件设计：系统总体流程图、步进电机四拍，八拍各模块流程图、显示模块流程图等 3．编写程序：能够完成上述任务 4．完成符合要求地设计说明书 时间安排：2012年6月25日~2012年7月3日 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要1 1 设计任务及要求2 1.1 设计任务2 1.2 任务分析2 2 方案选择及论证3 2.1 总体思路3 2.2 控制部分设计4 2.3驱动电路部分设计4 3 硬件电路设计模块5 3.1硬件系统总原理图5 3.2控制部分6 3.2.1 8086CPU地介绍6 3.2.2 8255A地介绍7 3.2.3原理分析10 3.3步进电机地介绍12 3.3.1 步进电机地特点12 3.3.2 步进电机工作原理13 3.3.3 二相步进电机13 3.4 电机驱动部分14 3.4.1 L298芯片介绍14 3.4.2 驱动电路原理分析15 3.5 电机正反转与调速电路17 4 软件设计18 4.1 设计思路18 4.2 各程序流程图18 5 系统仿真20 小结体会23 参考文献24 附录一系统地总设计图25 附录二部分代码26
步进电机驱动芯片THB6064
THB6064H大功率、高细分两相混合式 步进电机芯片式驱动器
一． 特性： ● 双全桥MOSFET驱动，低导通电阻导通Ron = 0.4 Ω (上桥+下桥) ,大电流4.5V（峰值） ● 高耐压50V DC ● 多细分可选(1/2,1/8,1/10, 1/16, 1/20, 1/32, 1/40, 1/64） ● 自动半流锁定 ● 衰减方式连续可调 ● 内置温度保护及过流保护 重量：9.86 g (typ.) 二． 框图
三． 管脚说明：
管脚 编号 输入/ 输出 符号 功 能 描 述 1 输出 ALERT 温度波爱护及过流保护输出端（常态为1，过流保护时为0） 2 —— SGND 信号地外部与电源地相连 3 —— OSC1B B相斩波频率控制端 4 输入 PFD 衰减方式控制端 5 输入 V ref 电流设定端（0——3V） 6 输入 VMB 电机驱动电源 B相电源 与A相电源相连 7 输入 M1 细分数选择端（详见附表） 8 输入 M2 细分数选择端（详见附表） 9 输入 M3 细分数选择端（详见附表） 10 输出 OUT2B B相功率桥输出端2 11 —— NFB B相电流检测端 应连接大功率检测电阻，典型值0.15Ω 12 输出 OUT1B B相功率桥输出端1 13 —— PGNDB B相驱动电源地与A相电源地及信号地相连 14 输出 OUT2A A相功率桥输出端2 15 —— NFA A相电流检测端 应连接大功率检测电阻，典型值0.15Ω 16 输出 OUT1A A相功率桥输出端1 17 —— PGNDA A相驱动电源地与B相电源地及信号地相连 18 输入 ENABLE 使能端ENABLE=0所有输出为0，ENABLE=1正常工作 19 输入 RESET 上电复位端 20 输入 VMA 电机驱动电源A相电源 与B相电源相连 21 输入 CLK 脉冲输入端 22 输入 CW/CCW 电机正反转控制端 23 —— OSC1A A相斩波频率控制端 24 输入 V DD 5V电源 芯片工作电源要求稳定 25 输出 Down 半流锁定控制端 四． 电气参数： 最高额定值Absolute Maximum Ratings(Ta =25℃)
(整理)二相步进电机驱动.
电机驱动器使用说明书 L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。 简要说明： 一、尺寸：80mmX45mm 二、主要芯片：L298N、光电耦合器 三、工作电压：控制信号直流5V；电机电压直流3V~46V（建议使用36伏以下） 四、最大工作电流：2.5A 五、额定功率：25W 特点：1、具有信号指示。 2、转速可调 3、抗干扰能力强 4、具有过电压和过电流保护 5、可单独控制两台直流电机 6、可单独控制一台步进电机 7、PWM脉宽平滑调速 8、可实现正反转
9、采用光电隔离 六、有详细使用说明书 七、提供相关软件 八、提供例程及其学习资料 实例一：步进电机的控制实例 步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。 一、步进电机最大特点是： 1、它是通过输入脉冲信号来进行控制的。 2、电机的总转动角度由输入脉冲数决定。 3、电机的转速由脉冲信号频率决定。 二、步进电机的驱动电路 根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。(或者其他信号源) 如图：按CTRL并点击（L298N驱动器与直流电机接线图） 三、基本原理作用如下： 两相四拍工作模式时序图：
A3977步进电机驱动芯片中文说明
1 引言 随着微步进电机应用的日益广泛，其驱动电路的发展也相当迅速，各类控制芯片的功能越来越丰富，操作也越来越简便。A3977是一种新近开发出来、专门用于双极型步进电机的微步进电机驱动集成电路，其内部集成了步进和直接译码接口、正反转控制电路、双H桥驱动，电流输出2．5A，最大输出功率可接近90W。它主要的设计功能包括：自动混合模式电流衰减控制，PWM电流控制，同步整流，低输出阻抗的DMOS电源输出，全、半、1／4及1／8步进操作，HOME输出，休眠模式以及易实现的步进和方向接口等。其应用电路结构简单、使用及控制方便，有着极其广泛的应用价值。 2 A3977工作特点 大多数微步进电机驱动器都需要一些额外的控制线，通过D／A转换器为PWM电流调节器设置参考值以及通过相输入完成电流极性控制等。许多改进型驱动器仍然需要一些输入来调整PWM电流控制模式使其工作在慢、快或混合衰减模式。这就需要系统的微处理器额外负担8～12个需依靠D／A变换处理的输入端。如果一个系统需要如此多的控制输入，而且其微处理器还要存储实现其控制的时序表，这就增加了系统的成本和复杂程度。 A3977可以通过其特有的译码器来使这些功能实现简单化，如图1所示，其最简单的步进输入只需“STEP”（步进）和“DIR”（方向）2条输入线，输出由DMOS的双H桥完成。通过“STEP”脚简单的输入1个脉冲就可以使电机完成1次步进，省去了相序表，高频控制线及复杂的编程接口。这使其更适于应用在没有复杂的微处理器或微处理器负担过重的场合。同时A3977的内部电路可以自动地控制其PWM操作工作在快、慢及混合衰减模式。这不但降低了电机工作时产生的噪声，也同时省去了一些额外的控制线。 另外，其内部低输出阻抗的N沟道功率DMOS输出结构，可以使其输出达到2．5A，35V。这一结构的另一优点是，使它能完成同步整流功能。由于有同步整流流功能，既降低了系统的功耗，又可以在应用时省 去外加的肖特基二极管。 A3977的休眠功能可以使系统不工作时的功耗达到最低。休眠时芯片的大部分内部电路，如输出DMOS、比较器及电荷泵等都将停止工作。从而在休眠模式时，包括电机驱动电流在内的总电流消耗在40μA以内。 此外，内部保护电路还有利用磁滞实现的热停车、低压关断及换流保护等功能。 集成电路的主要特点：
四相步进电机驱动电路及驱动程序设计
四相步进电机驱动电路及驱动程序设计 我们用一个单片机控制多个步进电机指挥跳舞机器人的双肩、双肘和双脚伴着音乐做出各种协调舒缓充满感情的动作，荣获一等奖。电路采用74373锁存，74LS244和ULN2003作电压和电流驱动，单片机（Atc52）作脉冲序列信号发生器。程序设计基于中断服务和总线分时利用方式，实时更新各个电机的速度、方向。整个舞蹈由运动数据所决定的一截截动作无缝连接而成。本文主要介绍一下这个机器人的四相五线制步进电机驱动电路及程序设计. 1、步进电机简介 步进电机根据内部线圈个数不同分为二相制、三相制、四相制等。本文以四相制为例介绍其内部结构。图1为四相五线制步进电机内部结构示意图。
2、四相五线制步进电机的驱动电路 电路主要由单片机工作外围电路、信号锁存和放大电路组成。我们利用了单片机的I/O端口，通过74373锁存，由74LS244驱动，ULN2003对信号进行放大。8个电机共用4bit I/O端口作为数据总线，向电机传送步进脉冲。每个电机分配1bit的I/O端口用作74373锁存信号，锁存步进电机四相脉冲，经ULN2003放大到12V驱动电机运转。 电路原理图（部分）如图2所示。 （1）Intel 8051系列单片机是一种8位的嵌入式控制器，可寻址64K字节，共有32个可编程双向I/O口，分别称为P0～P3。该系列单片机上集成8K的ROM，128字节RAM可供使用。 （2）74LS244为三态控制芯片，目的是使单片机足以驱动ULN2003。
ULN2003是常用的达林顿管阵列，工作电压是12V，可以提供足够的电流以驱动步进电机。关于这些芯片的详细介绍可参见它们各自的数据手册。 （3）74373是电平控制锁存器，它可使多个步进电机共用一组数据总线。我们用P1.0～P1.7作为8个电机的锁存信号输出端，见表1。 这是一种基于总线分时复用的方式，以动态扫描的方式来发送控制信号，这和高级操作系统里的多任务进程调度的思想一致。这种方法明显的好处是节省I/O口，使系统可以控制更多的步进电机。本电路设计为控制8个。 3 、程序设计 传统的步进电机驱动程序利用简单的条件循环来发送脉冲序列，但当电机数目发生变化时，编程繁杂，冗余代码较多，难以做到信号占空比一致，进而产生“抖动” 现象。下面提出一种基于中断服务方式，面向舞蹈动作，可实时改变各个电机速度和方向（每200ms可改变一次）的程序设计方法。 3.1 速度归一化和线性关系 我们将速度量化成一个-128～127内可变的数，正号代表正转，负号代表返转，称之归一化速度（-128～127为一个字节）。给每个电机分
步进电机驱动芯片选型指南
以下是中国步进电机网对步进电机驱动系统所做的较为完整的表述： 1、系统常识： 步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能，不但取决于步进电机自身的性能，也取决于步进电机驱动器的优劣。对步进电机驱动器的研究几乎是与步进电机的研究同步进行的。 2、系统概述： 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号（来自控制器），它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它 的旋转是以固定的角度一步一步运行的。 3、系统控制： 步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专用的驱动电源（步进电机驱动器）。控制器（脉冲信号发生器）可以通过控制脉冲的个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 4、用途： 步进电机是一种控制用的特种电机，作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，随着微电子和计算机技术的发展（步进电机驱动器性能提高），步进电机的需求量与日俱增。步进电机在运行中精度没有积累误差的特点，使其广泛应用于各种自动化控制系统，特别是开环控制系统。 5、步进电机按结构分类： 步进电机也叫脉冲电机，包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）等。 （1）反应式步进电机： 也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电机。其定子和转子均由软磁材料制成，定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组，定、转子周边均匀分布小齿和槽，通电后利用磁导的变化产生转矩。一般为三、四、五、六相；可实现大转矩输出（消耗功率较大，电流最高可达20A，驱动电压较高）；步距角小（最小可做到六分之一度）；断电时无定位转矩；电机内阻尼较小，单步运行（指脉冲频率很低时）震荡时间较长；启动和运行频率较高。 （2）永磁式步进电机： 通常电机转子由永磁材料制成，软磁材料制成的定子上有多相励磁绕组，定、转子周边没有小齿和槽，通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产生转矩。一般为两相或四相；输出转矩小（消耗功率较小，电流一般小于2A，驱动电压12V）；步距角大（例如7.5度、15度、22.5度等）；断电时具有一定的保持转矩；启动和运行频率较低。 （3）混合式步进电机： 也叫永磁反应式、永磁感应式步进电机，混合了永磁式和反应式的优点。其定子和四相反应式步进电机没有区别（但同一相的两个磁极相对，且两个磁极上绕组产生的N、S极性必须相同），转子结构较为复杂（转子内部为圆柱形永磁铁，两端外套软磁材料，周边有小齿和槽）。一般为两相或四相；须供给正负脉冲信号；输出转矩较永磁式大（消耗功率相对较小）；步距角较永磁式小（一般为1.8度）；断电时无定位转矩；启动和运行频率较高；是目前发展较快的一种步进电机。 6、步进电机按工作方式分类：可分为功率式和伺服式两种。 （1）功率式：输出转矩较大，能直接带动较大负载（一般使用反应式、混合式步进电机）。（2）伺服式：输出转矩较小，只能带动较小负载（一般使用永磁式、混合式步进电机）。 7、步进电机的选择： （1）首先选择类型，其次是具体的品种与型号。
二相步进电机驱动芯片THB6064AH及其应用
介绍二相步进电机驱动芯片THB6064AH及其应用 摘要: THB6064AH是北京海华博远科技与日本东芝半导体公司合作推出的高性能步进电机驱动芯片，本文主 要介绍它的原理及其应用。其稳定的性能、便宜的价格、简洁的外围线路，为实现高性能、低成本、小型化步进电机驱动方案提供了最佳选择。 引言：步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机具有惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点,在机电一体化产品中应用广泛,常用作定位控制和定速控制。然而，随着市场竞争起来越激烈，对产品的成本、高度集成化、功能模块化等方面要求也越来越高。选择专用驱动芯片的步进电机驱动方案越来越受重视。目前市面上常见的双极型微步电机驱动芯片最高细分在16细分以内，输出峰值电流都在3.5A 以内，耐压限制在40VDC。像A3977、TA8435、TB6560A、THB6016等，只能匹配2.5A以内、57机座以下的电机，无法驱动更大功率的步进电机。为了打破这一局限，北京海华博远科技与日本东芝半导体公司合作推出高耐压、大电流、多细分高性能步进电机驱动芯片 THB6064AH。 一： THB6064AH 简介 THB6064AH 是北京海华博远科技与日本东芝半导体公司合作推出的，是一款整合逻辑模块和功率模块于一身的高性能两相混合式步进电机驱动芯片。配合简单的外围电路即可实现高性能、多细分、大电流的步进电机驱动。因其驱动噪音低、震动小，性能可靠、性价比高的特点，适用于各行业的自动化设备。 其主要特点有: ● 双全桥MOSFET驱动，低导通电阻Ron＝0.4Ω（上桥+下桥） ● 耐压高达50VDC，VM工作电压范围大 ● 峰值电流4.5A，输出电流连续可调 ● 多达8种细分可选（1/2、1/8、1/10、1/16、1/20、1/32、1/40、1/64） ● 采用脉宽调制 斩波驱动方式 ● 自动限流、半流锁定功能 ● 提供四种衰减方式切换选择 ●内置温度保护及过流保护 ●低电压检测(UVLO)电路
两相步进电机驱动程序
/******************************************************************************************** 程序名：两相步进电机驱动程序 器材：35两相步进电机 驱动芯片：A4988驱动 ********************************************************************************************/ #include
TIM=0; } break; case 1: if(TIM) { F1 = 1; F2 = 0; F3 = 0; F4 = 1; MotorStep = 2; TIM=0; } break; case 2: if(TIM) { F1 = 1; F2 = 1; F3 = 0; F4 = 0; MotorStep = 3; TIM=0; } break; case 3: if(TIM) { F1 = 0; F2 = 1; F3 = 1; F4 = 0; MotorStep = 0; TIM=0; } break; } }
步进电机控制电路
北京工业大学电子课程设计报告 （数电部分） 题目：步进电机
目录 一、设计题目------------------------------------------------------------------------------------------------3 二、设计任务和设计要求 1.设计题目------------------------------------------------------------------------------------------------3 2.设计技术指标及设计要求----------------------------------------------------------------------------3 三、电路设计------------------------------------------------------------------------------------------------4 1.脉冲发生电路-------------------------------------------------------------------------------------------4 2.环形脉冲分配电路-------------------------------------------------------------------------------------5 3.控制电路-------------------------------------------------------------------------------------------------6 4.驱动电路-----------------------------------------------------------------------------------------------10 5.步进电机-----------------------------------------------------------------------------------------------11 四、电路的组装和调试------------------------------------------------------------------------------------12 1.电路的组装----------------------------------------------------------------------------------------------12 2.电路的调试----------------------------------------------------------------------------------------------13 五、收获和体会---------------------------------------------------------------------------------------------14 六、附录------------------------------------------------------------------------------------------------------15 1.列表-------------------------------------------------------------------------------------------------------15 2.参考资料-------------------------------------------------------------------------------------------------15 3.部分芯片管脚图----------------------------------------------------------------------------------------16
两相步进电机驱动器工作原理
两相步进电机驱动器工作原理 1. 步进电机的工作原理 该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。 图1 四相步进电机步进示意图 开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。 当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。 四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。 单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：图2.步进电机工作时序波形图 2.基于AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理 图3 步进电机驱动器系统电路原理图 A T89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4～P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。图中L1为步进电机的一相绕组。A T89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。 图3中的RL1～RL4为绕组内阻，50Ω电阻是一外接电阻，起限流作用，也是一个改善回路时间常数的元件。D1～D4为续流二极管，使电机绕组产生的反电动势通过续流二极管(D1～D4)而衰减掉，从而保护了功率管TIP122不受损坏。 在50Ω外接电阻上并联一个200μF电容，可以改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿，提高了步进电机的高频性能。与续流二极管串联的200Ω电阻可减小回路的放电时间常数，使绕组中电流脉冲的后沿变陡，电流下降时间变小，也起到提高高频工作性能的作用。 3.软件设计 该驱动器根据拨码开关KX、KY的不同组合有三种工作方式供选择： 方式1为中断方式：P3.5(INT1)为步进脉冲输入端，P3.7为正反转脉冲输入端。上位机(PC机或单片机)与驱动器仅以2条线相连。 方式2为串行通讯方式：上位机(PC机或单片机)将控制命令发送给驱动器，驱动器根据控制命令自行完成有关控制过程。
51单片机控制(按键)2相步进电机 L298N驱动
/*本程序用于2相步进电机控制L298N驱动 通过独立按键进行控制转速和转向*/ #include
P1=0X05; delay(2); P1=0X01; delay(2); P1=0X09; delay(2); } while(!key1); } } i=200; if(key2==0) { delay(10); if(key2==0) { while(i--) { P1=0X09; delay(2); P1=0X01; delay(2); P1=0X05; delay(2); P1=0X04; delay(2); P1=0X06; delay(2); P1=0X02; delay(2); P1=0X0a; delay(2); P1=0X08; delay(2); } while(!key2); } } i=50; if(key3==0) {
关于步进电机驱动芯片A3977常见问题的解答
关于步进电机驱动芯片A3977常见问题的解答.txt生活是过出来的，不是想出来的。放得下的是曾经，放不下的是记忆。无论我在哪里，我离你都只有一转身的距离。关于步进电机驱动芯片A3977常见问题的解答2007-04-26 11:17Q1，问：能否提供A3977的应用笔记？答：是的，请参看应用笔记 STP01-2“一种新型的集成步进和方向控制译码器的细分步进电机驱动芯片”。具体请查阅Allegro网站https://www.360docs.net/doc/4e2577278.html,/techpub2/stp/stp01-2.pdf Q2，问：A3977有多少种细分模式？ 答：全步、半步、四细分、八细分。 Q3，问：A3977是否仅仅设计用来代替管脚兼容的旧款产品？ 答：不，A3977可提供比市面上绝大多数的二相双极性步进电机驱动产品更加经济、易用的解决方案。在以前要使用两个或更多芯片的设计项目中，现在仅使用一片A3977即可实现原先的全部功能。 Q4，问：译码器和驱动器集成在同一芯片中有什么好处？ 答：译码器和驱动器集成在同一芯片中可大为降低系统资源的消耗，以前的二相双极性步进电机驱动产品需要占用6-8个端口，而A3977最少只需两个端口（步进脉冲、方向）即可。 Q5，问：输入端是否需要上拉或下拉电阻？ 答：不需要，输入端可直接连接正电源（Vdd）或地（GND）。如确实需要上拉或下拉电阻，建议阻值1K欧。 Q6，问：A3977提供了哪些保护功能？ 答： 过热停机（TSD）； 欠压停机（UVLO）； 错相短路保护； 稳压器、电荷泵电压监控； Q7，问：A3977电机驱动电压最大是多少？ 答：任何情况下都不得超过35V。 Q8，问：数据手册上提到的±2.5 A驱动能力，是指的整个芯片还是每一相H桥？ 答：是指的还是每一相H桥标称±2.5 A驱动能力。另外要注意芯片运行时结温不能超过150°C。 Q9，问：A3977需要什么外围器件？ 答： 1，Rs1和Rs2，两个用于PWM恒流控制的电流采样电阻，此电阻应选用无感电阻。阻值的计算请参照以下公式： Rs = 0.5 / Itripmax 在保证性能的前提下，尽量减小Rs阻值可降低能耗，改善散热状况。采样电阻上应并联一0.1 μF无极性陶瓷电容；
二相步进电机控制系统的设计
二相步进电机控制系统的 设计 Prepared on 24 November 2020
摘要随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。 本控制系统的设计，由硬件设计和软件设计两部分组成，完成二相步进电机的控制。其中，硬件设计主要包括单片机系统、按键控制模块、步进电机驱动模块、数码显示模块等功能模块的设计，以及硬件电路在PROTUS上的仿真。软件设计包括主程序以及各个模块的控制程序，最终实现对步进电机转动方向及转动模式（四拍，八拍）的控制，并且将步进电机的步进数动态显示在LED数码管上。本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。 关键词：二相步进电机单片机四拍八拍 LED显示 Abstract With the development of microelectronics and computer art, step-by-step electric motor need amounts increase with each passing day , it is used for the products consuming a kind such as printer , electricity-driven toy broadly and numerical control machine tool , electromechanical products such as industry robot , medical apparatus and instruments are hit by, the person applies to each national economy field It both. Study step-by-step electric motor navar , having importance to improving under the control of accuracy and responding to speed , the energy saving and so on. Control systematic design originally, the made up of designing two parts from the hardware design and the software , controlling accomplishing two-phase step-by-step electric motor. And among them, the hardware design includes the monolithic machine system mainly , button under the control of module , step-by-step electric motor drive function module design such as module , numerical code display module, hardware circuit emulation on PROTUS. The software designs under the control of procedure including the host procedure and each modules , realizes controlling turning direction to step-by-step electric motor and turning the pattern (four shoot , eight shoots) ultimately , step-by-step electric motor step-by-step number development is demonstrated and on LED numerical code. System has intelligence , pragmatism and the reliability characteristic. Keywords： Electric motor MCU Four shoots Eight shoots LEDdisplay 目录 摘要.........................................................................I
步进电机 知识及驱动芯片选型指南
步进电机驱动芯片选型指南 以下是中国步进电机网对步进电机驱动系统所做的较为完整的表述： 1、系统常识： 步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能，不但取决于步进电机自身的性能，也取决于步进电机驱动器的优劣。对步进电机驱动器的研究几乎是与步进电机的研究同步进行的。 2、系统概述： 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号（来自控制器），它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。 3、系统控制： 步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专用的驱动电源（步进电机驱动器）。控制器（脉冲信号发生器）可以通过控制脉冲的个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 4、用途： 步进电机是一种控制用的特种电机，作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，随着微电子和计算机技术的发展（步进电机驱动器性能提高），步进电机的需求量与日俱增。步进电机在运行中精度没有积累误差的特点，使其广泛应用于各种自动化控制系统，特别是开环控制系统。 5、步进电机按结构分类： 步进电机也叫脉冲电机，包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）等。 （1）反应式步进电机： 也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电机。其定子和转子均由软磁材料制成，定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组，定、转子周边均匀分布小齿和槽，通电后利用磁导的变化产生转矩。一般为三、四、五、六相；可实现大转矩输出（消耗功率较大，电流最高可达20A，驱动电压较高）；步距角小（最小可做到六分之一度）；断电时无定位转矩；电机内阻尼较小，单步运行（指脉冲频率很低时）震荡时间较长；启动和运行频率较高。 （2）永磁式步进电机： 通常电机转子由永磁材料制成，软磁材料制成的定子上有多相励磁绕组，定、转子周边没有小齿和槽，通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产生转矩。一般为两相或四相；输出转矩小（消耗功率较小，电流一般小于2A，驱动电压12V）；步距角大（例如7.5度、15度、22.5度等）；断电时具有一定的保持转矩；启动和运行频率较低。（3）混合式步进电机： 也叫永磁反应式、永磁感应式步进电机，混合了永磁式和反应式的优点。其定子和四相反应式步进电机没有区别（但同一相的两个磁极相对，且两个磁极上绕组产生的N、S极性必须相同），转子结构较为复杂（转子内部为圆柱形永磁铁，两端外套软磁材料，周边有小齿和槽）。一般为两相或四相；须供给正负脉冲信号；输出转矩较永磁式大（消耗功率相对较小）；步距角较永磁式小（一般为1.8度）；断电时无定位转矩；启动和运行频率较高；是目前发展较快的一种步进电机。 6、步进电机按工作方式分类：可分为功率式和伺服式两种。 （1）功率式：输出转矩较大，能直接带动较大负载（一般使用反应式、混合式步进电机）。 （2）伺服式：输出转矩较小，只能带动较小负载（一般使用永磁式、混合式步进电机）。 7、步进电机的选择： （1）首先选择类型，其次是具体的品种与型号。 （2）反应式、永磁式和混合式三种步进电机的性能指标、外形尺寸、安装方法、脉冲电源种类和控制电路等都不同，价格差异也很大，选择时应综合考虑。 （3）具有控制集成电路的步进电机应优先考虑。 8、步进电机的基本参数： （1）电机固有步距角：它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角