一种步进电机驱动系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种步进电机驱动系统，属于电机驱动领域。本实用新型专利技术包括数字媒体处理器、单片机、电流放大模块，所述单片机分别与数字媒体处理器和电流放大模块相连，所述单片机通过所述电流放大模块驱动步进电机；所述单片机包括定时单元和存储单元，所述定时单元用于输出设定的占空比及相位的波形，所述存储单元用于存储驱动步进电机运行的参数信息。本实用新型专利技术的有益效果为：通过定时器的翻转模式实现输出4路相位相差90°且占空比相同的波形，来控制电机转动的方向和速度；不会占用单片机或是处理器资源，当数字媒体处理器处理其他事件时，由单片机来控制电机的转动，所以电机转动比较平稳，无抖动，精确度和响应速度都达到了要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电机驱动，尤其涉及一种步进电机驱动系统。
技术介绍
电机可以分为直流电机和交流电机两种，直流电机又有很多种类，本技术方案用到的是其中的步进电机。这种电机主要应用在空调导风条驱动、安防摄像头监控调整方向驱动以及单片机学习上。当前数字媒体处理器驱动步进电机时，主要有两种方法：一种是I/O直接控制，通过电流放大芯片驱动电机；另外一种是通过驱动芯片驱动电机。第一种方法相对简单，只要依次对相应的IO口拉高或拉低，中间加上不同的延时时间，即可控制电机的转动。第二种方法主要是通过驱动芯片或细分驱动模块驱动电机转动，市面上有很多专门的电机驱动器、电机细分驱动模块，比如L298、L293系列，东芝的TB系列、THB系列。第一种方法容易实现，但是劣势也非常大，中间的延时会占用掉数字多媒体处理器的资源，当数字多媒体处理器执行到延时阶段时，就不能处理其它事件。所以，电机在转动过程中会出现卡顿或是比较严重的抖动问题。第二种方法的系统响应速度和稳定精确度等指标比较好，通过专门的驱动芯片，细分电机的步距角，从而使电机转动平滑无抖动。虽然效果比第一种方法要好很多，但是价格很高，所以有两点需要考虑，一是应用场景，二是价格因素。这种方法适用于对步进电机的精确度和响应度要求比较高，而且对价格不是很敏感的设计上。
技术实现思路
为解决现有技术中的问题，本技术提供一种步进电机驱动系统。本技术包括数字媒体处理器、单片机、电流放大模块，所述单片机分别与数字媒体处理器和电流放大模块相连，所述单片机通过所述电流放大模块驱动步进电机；所述单片机包括定时单元和存储单元，所述定时单元用于输出设定的占空比及相位的波形，所述存储单元用于存储驱动步进电机运行的参数信息。本技术作进一步改进，所述数字媒体处理器通过USART接收/发送器与单片机相连。本技术作进一步改进，所述定时单元为定时器/计数器。本技术作进一步改进，所述单片机通过定时器/计数器输出4路占空比相同且相位相差90°的波形。本技术作进一步改进，所述电流放大模块包括电机驱动集成电路U85、垂直电机接口MD_UD1和水平电机接口MD_LR1,所述电机驱动集成电路U85通过引脚11、引脚12、引脚13、引脚14与所述水平电机接口MD_LR1相连，所述电机驱动集成电路U85通过引脚15、引脚16、引脚17、引脚18与垂直电机接口MD_UD1相连。本技术作进一步改进，所述电流放大模块为达林顿管。本技术作进一步改进，所述步进电机驱动系统还包括水平电机限位开关和垂直电机限位开关，所述水平电机限位开关和垂直电机限位开关分别与所述单片机相连。本技术作进一步改进，所述垂直电机限位开关包括电阻R41、电阻R42和连接器SW_UD1，所述连接器SW_UD1引脚2与单片机相连，所述连接器SW_UD1引脚1通过电阻R41接电源，所述连接器SW_UD1引脚3通过电阻R42接电源，所述连接器SW_UD1引脚4和引脚5接地。本技术作进一步改进，所述水平电机限位开关包括电阻R38、电阻R39和连接器SW_LR1，所述连接器SW_LR1引脚2与单片机相连，所述连接器SW_LR1引脚1通过电阻R38接电源，所述连接器SW_LR1引脚3通过电阻R39接电源，所述连接器SW_LR1引脚4和引脚5接地。本技术作进一步改进，所述步进电机为永磁式电机。与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过定时器的翻转模式实现输出4路相位相差90°且占空比相同的波形，来控制电机转动的方向和速度；由于释放了单片机或处理器的I/O，去掉了延时，因此不会占用单片机或处理器的资源，当数字媒体处理器处理其他事件时，由单片机来控制电机的转动，所以电机转动比较平稳，无抖动，精确度和响应速度都达到了要求；占用PCB空间小，易于布线，简化了原理结构，既提高了稳定性和精确度，又降低了成本，实现了最优控制。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为单片机及外围电路原理图；图3为单片机电路原理图；图4为垂直电机限位开关电路图；图5为水平电机限位开关电路图；图6为电流放大模块电路原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步详细说明。如图1所示，本技术步进电机驱动系统包括数字媒体处理器、单片机、电流放大模块，所述单片机分别与数字媒体处理器和电流放大模块相连，所述单片机通过所述电流放大模块驱动步进电机；所述单片机包括定时单元和存储单元，所述定时单元用于输出设定的占空比及相位的波形，所述存储单元用于存储驱动步进电机运行的参数信息。所述数字媒体处理器通过USART接收/发送器(通用同步/异步串行接收/发送器，是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备)与单片机相连，满足数字媒体处理器与单片机之间的双向通信。其中，步进电机可细分为反应式、永磁式和混合式三种，本技术实施例选用的是永磁式电机，电机型号是24BYJ48，自带减速比，四相八拍，主要应用在空调导风条驱动、安防摄像头监控调整方向驱动、摄像机转动驱动以及单片机学习上等等。所述定时单元为定时器/计数器，既可以作为定时器使用，也可以作为计数器应用。具体的电路原理如图2-6所示，所述单片机U89通过引脚42和引脚43与数字媒体处理器相连，在数字媒体处理器和单片机之间进行数据的转发。所述单片机U89引脚12和引脚13接无线收发模块；实现无线收发数据的功能。所述单片机U89引脚21、引脚22、引脚38、引脚39、引脚40、引脚41、引脚45、引脚46接无线模块的集成电路U90，控制无线数据的接收。所述单片机U89引脚27、引脚28接IO报警的输入输出；单片机U89的引脚20接R91，控制蜂鸣器BUZ1；单片机U89的引脚34和引脚37分别通过电阻R779和电阻R778连接连接器J3，用作程序烧录接口。所述单片机U89的引脚29、引脚30、引脚31、引脚32连接电流放大模块，控制垂直电机转动；所述单片机U89的引脚16、引脚17、引脚18、引脚19连接电流放大模块，控制水平电机转动。所述电流放大模块包括电机驱动集成电路U85、垂直电机接口MD_UD1和水平电机接口MD_LR1,所述电机驱动集成电路U85通过引脚11、引脚12、引脚13、引脚14与所述水平电机接口MD_LR1相连，所述电机驱动集成电路U85通过引脚15、引脚16、引脚17本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步进电机驱动系统，其特征在于：包括数字媒体处理器、单片机、电流放大模块，所述单片机分别与数字媒体处理器和电流放大模块相连，所述单片机通过所述电流放大模块驱动步进电机；所述单片机包括定时单元和存储单元，所述定时单元用于输出设定的占空比及相位的波形，所述存储单元用于存储驱动步进电机运行的参数信息。

【技术特征摘要】
1.一种步进电机驱动系统，其特征在于：包括数字媒体处理器、单片机、电流放大模块，所述单片机分别与数字媒体处理器和电流放大模块相连，所述单片机通过所述电流放大模块驱动步进电机；所述单片机包括定时单元和存储单元，所述定时单元用于输出设定的占空比及相位的波形，所述存储单元用于存储驱动步进电机运行的参数信息。
2.根据权利要求1所述的步进电机驱动系统，其特征在于：所述数字媒体处理器通过USART接收/发送器与单片机相连。
3.根据权利要求1所述的步进电机驱动系统，其特征在于：所述定时单元为定时器/计数器。
4.根据权利要求3所述的步进电机驱动系统，其特征在于：所述单片机通过定时器/计数器输出4路占空比相同且相位相差90°的波形。
5.根据权利要求1所述的步进电机驱动系统，其特征在于：所述电流放大模块包括电机驱动集成电路U85、垂直电机接口MD_UD1和水平电机接口MD_LR1,所述电机驱动集成电路U85通过引脚11、引脚12、引脚13、引脚14与所述水平电机接口MD_LR1相连，所述电机驱动集成电路U85通过引脚15、引脚16、引脚17、引脚18与垂直电机接口MD_UD1相连。

【专利技术属性】
技术研发人员：唐绍程，
申请(专利权)人：深圳市商智通安防设备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44