二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片TA8435H及其應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2007/4/23 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):1039
腳1(S-GND):信號(hào)地;
腳2(RESET):復(fù)位端,低電平有效,當(dāng)該端有效時(shí),電路復(fù)位到起始狀態(tài),此時(shí)在任何激勵(lì)方式下,輸出各相都置于它們的原點(diǎn);
引腳3(ENABLE):使能端,低電平有效;當(dāng)該端為高電平時(shí)電路處于維持狀態(tài),此時(shí)各相輸出被強(qiáng)制關(guān)閉;
引腳4(OSC):該腳外接電容的典型值可決定芯片內(nèi)部驅(qū)動(dòng)級(jí)的斬波頻率(15kHz~80kHz),計(jì)算公式為:
fosc=1/5.15×COSC
式中,COSC的單位為μFfOSC的單位為kHz。
腳5(CW/CCW):正、反轉(zhuǎn)控制引腳;
腳6、7(CK2、CK1):時(shí)鐘輸入端,可選擇單時(shí)鐘輸入或雙時(shí)鐘輸入,最大時(shí)鐘輸入頻率為5kHz;
腳8、9(M1、M2):選擇激勵(lì)方式,00表示步進(jìn)電機(jī)工作在整步方式,10為半步方式,01為1/4細(xì)分方式,11為1/8細(xì)分方式;
腳10(REF IN):VNF輸入控制,接高電平時(shí)VNF為0.8V,接低電平時(shí)VNF為0.5V;
腳11(MO):輸出監(jiān)視,用于監(jiān)視輸出電流峰值位置;
腳13(VCC):邏輯電路供電引腳,一般為5V;
腳15、24(VMB、VMA):B相和A相負(fù)載電源端;
腳16、19( B、B):B相輸出引腳;
腳17、22(PG-B、PG-A):B相和A相負(fù)載地;
腳18、21(NFB、NFA):B相和A相電流檢測(cè)端,由該引腳外接電阻和REF-IN引腳控制的輸出電流為:IO=VNF/RNF
腳20、23( A、A):A相輸出引腳。
3 實(shí)際應(yīng)用電路
筆者為省重點(diǎn)科研項(xiàng)目《智能化大氣污染系統(tǒng)的研究》所設(shè)計(jì)的電路共需驅(qū)動(dòng)三個(gè)二相步進(jìn)電機(jī),以分別完成進(jìn)樣、采樣和閥門(mén)控制。
圖2是TA8435H的一個(gè)典型應(yīng)用電路,該電路用一片TA8435H來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)電機(jī),輸入信號(hào)有使能控制、正反轉(zhuǎn)控制和時(shí)鐘輸入,通過(guò)光耦可將驅(qū)動(dòng)器與輸入級(jí)進(jìn)行電隔離,以起到邏輯電平隔離和保護(hù)作用;該電路工作在1/8細(xì)分模式(M1、M1接高電平),可減小低速時(shí)的振動(dòng),R8和C1組成復(fù)位電路,D1~D4快恢復(fù)二極管可用來(lái)泄放繞組電流由于REF IN引腳接高電平,因此VNF為0.8V,輸出級(jí)斬波電流為VNF/RNF=0.8/0.8=1A,選用不同的二相步進(jìn)電機(jī)時(shí),應(yīng)根據(jù)其電流大小選擇合適的R13和R14。
圖3是步進(jìn)電機(jī)核心控制電路,該電路能夠控制如圖2所示的三個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。本設(shè)計(jì)采用外部定時(shí)/計(jì)數(shù)器82C53來(lái)給TA8435H提供步進(jìn)脈沖。因?yàn)椋福玻茫担秤腥齻(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器,可以驅(qū)動(dòng)三個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制器,因而能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;另外,82C53的工作方式3是一種方波速率發(fā)生器。在這種方式下,當(dāng)CPU設(shè)置控制字后,輸出將為高電平,在寫(xiě)完計(jì)數(shù)值后就自動(dòng)開(kāi)始計(jì)數(shù),輸出保持高電平;而當(dāng)計(jì)到一半計(jì)數(shù)值時(shí),輸出變低直到計(jì)數(shù)到0,此后輸出又變高以重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。在計(jì)數(shù)期間寫(xiě)入新的計(jì)數(shù)值并不影響現(xiàn)行的計(jì)數(shù)過(guò)程。但是若在方波半周期結(jié)束前和新計(jì)數(shù)值寫(xiě)入后收到GATE脈沖,那么計(jì)數(shù)器將在下一個(gè)CLK脈沖時(shí)裝入新的計(jì)數(shù)值并以這個(gè)計(jì)數(shù)值開(kāi)始計(jì)數(shù)。否則,新的計(jì)數(shù)值將在現(xiàn)行半周期結(jié)束時(shí)裝入計(jì)數(shù)值。因此,只要寫(xiě)入不同的計(jì)數(shù)初值,就能控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速而不需要用軟件來(lái)控制高低電平的轉(zhuǎn)換,因而編程比較容易。本設(shè)計(jì)將82C53的GATE端全部接高電平,新的計(jì)數(shù)值將在現(xiàn)行半周期結(jié)束時(shí)起作用。
由于采用了定時(shí)/計(jì)數(shù)器82C53作為步進(jìn)脈沖產(chǎn)生電路,因此系統(tǒng)編程十分簡(jiǎn)單,以下語(yǔ)句為控制一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的相應(yīng)程序代碼。
#include <reg52.h>
#include <absacc.h>
#incl
腳1(S-GND):信號(hào)地;
腳2(RESET):復(fù)位端,低電平有效,當(dāng)該端有效時(shí),電路復(fù)位到起始狀態(tài),此時(shí)在任何激勵(lì)方式下,輸出各相都置于它們的原點(diǎn);
引腳3(ENABLE):使能端,低電平有效;當(dāng)該端為高電平時(shí)電路處于維持狀態(tài),此時(shí)各相輸出被強(qiáng)制關(guān)閉;
引腳4(OSC):該腳外接電容的典型值可決定芯片內(nèi)部驅(qū)動(dòng)級(jí)的斬波頻率(15kHz~80kHz),計(jì)算公式為:
fosc=1/5.15×COSC
式中,COSC的單位為μFfOSC的單位為kHz。
腳5(CW/CCW):正、反轉(zhuǎn)控制引腳;
腳6、7(CK2、CK1):時(shí)鐘輸入端,可選擇單時(shí)鐘輸入或雙時(shí)鐘輸入,最大時(shí)鐘輸入頻率為5kHz;
腳8、9(M1、M2):選擇激勵(lì)方式,00表示步進(jìn)電機(jī)工作在整步方式,10為半步方式,01為1/4細(xì)分方式,11為1/8細(xì)分方式;
腳10(REF IN):VNF輸入控制,接高電平時(shí)VNF為0.8V,接低電平時(shí)VNF為0.5V;
腳11(MO):輸出監(jiān)視,用于監(jiān)視輸出電流峰值位置;
腳13(VCC):邏輯電路供電引腳,一般為5V;
腳15、24(VMB、VMA):B相和A相負(fù)載電源端;
腳16、19( B、B):B相輸出引腳;
腳17、22(PG-B、PG-A):B相和A相負(fù)載地;
腳18、21(NFB、NFA):B相和A相電流檢測(cè)端,由該引腳外接電阻和REF-IN引腳控制的輸出電流為:IO=VNF/RNF
腳20、23( A、A):A相輸出引腳。
3 實(shí)際應(yīng)用電路
筆者為省重點(diǎn)科研項(xiàng)目《智能化大氣污染系統(tǒng)的研究》所設(shè)計(jì)的電路共需驅(qū)動(dòng)三個(gè)二相步進(jìn)電機(jī),以分別完成進(jìn)樣、采樣和閥門(mén)控制。
圖2是TA8435H的一個(gè)典型應(yīng)用電路,該電路用一片TA8435H來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)電機(jī),輸入信號(hào)有使能控制、正反轉(zhuǎn)控制和時(shí)鐘輸入,通過(guò)光耦可將驅(qū)動(dòng)器與輸入級(jí)進(jìn)行電隔離,以起到邏輯電平隔離和保護(hù)作用;該電路工作在1/8細(xì)分模式(M1、M1接高電平),可減小低速時(shí)的振動(dòng),R8和C1組成復(fù)位電路,D1~D4快恢復(fù)二極管可用來(lái)泄放繞組電流由于REF IN引腳接高電平,因此VNF為0.8V,輸出級(jí)斬波電流為VNF/RNF=0.8/0.8=1A,選用不同的二相步進(jìn)電機(jī)時(shí),應(yīng)根據(jù)其電流大小選擇合適的R13和R14。
圖3是步進(jìn)電機(jī)核心控制電路,該電路能夠控制如圖2所示的三個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。本設(shè)計(jì)采用外部定時(shí)/計(jì)數(shù)器82C53來(lái)給TA8435H提供步進(jìn)脈沖。因?yàn)椋福玻茫担秤腥齻(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器,可以驅(qū)動(dòng)三個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制器,因而能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;另外,82C53的工作方式3是一種方波速率發(fā)生器。在這種方式下,當(dāng)CPU設(shè)置控制字后,輸出將為高電平,在寫(xiě)完計(jì)數(shù)值后就自動(dòng)開(kāi)始計(jì)數(shù),輸出保持高電平;而當(dāng)計(jì)到一半計(jì)數(shù)值時(shí),輸出變低直到計(jì)數(shù)到0,此后輸出又變高以重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。在計(jì)數(shù)期間寫(xiě)入新的計(jì)數(shù)值并不影響現(xiàn)行的計(jì)數(shù)過(guò)程。但是若在方波半周期結(jié)束前和新計(jì)數(shù)值寫(xiě)入后收到GATE脈沖,那么計(jì)數(shù)器將在下一個(gè)CLK脈沖時(shí)裝入新的計(jì)數(shù)值并以這個(gè)計(jì)數(shù)值開(kāi)始計(jì)數(shù)。否則,新的計(jì)數(shù)值將在現(xiàn)行半周期結(jié)束時(shí)裝入計(jì)數(shù)值。因此,只要寫(xiě)入不同的計(jì)數(shù)初值,就能控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速而不需要用軟件來(lái)控制高低電平的轉(zhuǎn)換,因而編程比較容易。本設(shè)計(jì)將82C53的GATE端全部接高電平,新的計(jì)數(shù)值將在現(xiàn)行半周期結(jié)束時(shí)起作用。
由于采用了定時(shí)/計(jì)數(shù)器82C53作為步進(jìn)脈沖產(chǎn)生電路,因此系統(tǒng)編程十分簡(jiǎn)單,以下語(yǔ)句為控制一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的相應(yīng)程序代碼。
#include <reg52.h>
#include <absacc.h>
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