一种实现光度计光栅直驱的细分电机驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种实现光度计光栅直驱的细分电机驱动电路，包括微步分步进电机驱动器，所述微步分步进电机驱动器具有工作模式配置端口、与MCU连接的双向控制端口以及与步进电机连接的输出端口；所述双向控制端口包括转动方向控制、转动步数设置、工作状态控制、微步分辨率设置端口；其中，转动步数设置端口在光耦定位初始化后，接收预先存储固化在MCU中的每个工作状态的转动步数，工作状态控制端口根据实际需求配置相应的电机细分比、微步分辨率。配和调试简单，单色器结构件少能降低杂散光，且整体方案价格便宜，又能提升仪器性能，是性价比很高的一种新方案。波长移动的速度快、而且非常静音；达到高端仪器的性能水平。

【技术实现步骤摘要】
一种实现光度计光栅直驱的细分电机驱动电路
本技术属于光度计应用驱动电路领域，具体涉及一种实现光度计光栅直驱的细分电机驱动电路。
技术介绍
传统分光光度计的光栅传动装置一般使用线性丝杆或减速比齿轮传动，不仅对机械结构件的工艺要求较高，价格昂贵，且安装调试较麻烦。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种实现光度计光栅直驱的细分电机驱动电路，解决了现有技术中传统分光光度计光栅传动装置安装调试麻烦的问题。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种实现光度计光栅直驱的细分电机驱动电路，包括微步分步进电机驱动器，所述微步分步进电机驱动器具有工作模式配置端口、与MCU连接的双向控制端口以及与步进电机连接的输出端口；所述双向控制端口包括转动方向控制、转动步数设置、工作状态控制、微步分辨率设置端口；其中，转动步数设置端口在光耦定位初始化后，接收预先存储固化在MCU中的每个工作状态的转动步数，工作状态控制端口根据实际需求配置相应的电机细分比、微步分辨率。所述步进电机为步距角分辨率达到0.9度的两相四线步进电机。将光栅带座直接安装在步进电机的转动轴上。所述细分电机驱动电路具有波长移动功能和波长扫描功能。在波长移动过程中，使用低微步分辨率；在波长扫描过程中，使用高微步分辨率。当细分电机驱动电路实施波长移动功能时，配置为1/2微步模式；当细分电机驱动电路实施波长扫描时，配置为1/256微步模式，波长移动精度为0.1nm。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1、本技术使用一片高分辨率的微步进电机驱动芯片，驱动一只步距角精细的步进电机，直接带动光栅转动实现波长驱动功能，不仅装配和调试简单，单色器结构件少能降低杂散光，且整体方案价格便宜，又能提升仪器性能，是性价比很高的一种新方案。2、光栅传动，即波长移动的机械结构件成本低；波长移动的速度快、而且非常静音；能实现0.1nm的波长精度和重复性，达到高端仪器的性能水平。3、使用该驱动电路的仪器波长移动的电机噪声要低，速度要比丝杆传动或者齿轮片传动的快。附图说明图1为本技术细分驱动电路系统结构框图。图2为本技术细分电机驱动电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术的结构及工作过程作进一步说明。本细分驱动电路的开发主要目的是为了简化分光光度计单色器的光栅传动装置的结构部件，降低单色器的杂散光，提高光栅传动速度，从而整体提高仪器性能指标。一种实现光度计光栅直驱的细分电机驱动电路，包括微步分步进电机驱动器，所述微步分步进电机驱动器具有工作模式配置端口、与MCU连接的双向控制端口以及与步进电机连接的输出端口；所述双向控制端口包括转动方向控制、转动步数设置、工作状态控制、微步分辨率设置端口；其中，转动步数设置端口在光耦定位初始化后，接收预先存储固化在MCU中的每个工作状态的转动步数，工作状态控制端口根据实际需求配置相应的电机细分比、微步分辨率。具体实施例，如图1、图2所示，该实施例中，波长细分电机由意法半导体的一款性价比卓越的步进电机专用驱动器STSPIN820驱动，采用4mmx4mmQFN封装，可达到256微步分辨率，7V至45V的工作电压，1.5A最大输出RMS电流，让设计人员能够灵活地应用并满足各种功率和转矩要求。驱动一个两相四线电机。STSPIN820驱动波长移动步进电机的参数设置如下：①DECAY＝0,本电路配置为混合衰减模式，利于微步进驱动步进电机的应用。②DIR为电机的转动方向控制口，由MCU的I/O口控制；当DIR＝1时，电机顺时针方向转动；当DIR＝0时，电机逆时针方向转动。③STEP为电机的转动步数，步进电机通过开机自检程序，光耦定位初始化后，每个工作状态的步数都是预先在MCU程序计算并固化好。④电机的驱动电流是由STSPIN820的REF引脚的电压值决定的，具体公式如下：I＝Vref/Risen，本电路中Vref由3.3V电源通过两个电阻分压取得，即VrefF＝3.3V*1K/(10K+1K)＝0.3V；选负载电阻Risen为2W-2512-0.5欧姆，即Risen＝0.5R；则驱动电流I＝Vref/Risen＝0.3V/0.5R＝0.6A。⑤MODE1、MODE2、MODE3为控制STSPIN820的微步分辨率，可根据光度计仪器的出厂指标，配置相应的电机细分比，灵活地实现了各等级指标仪器的精度要求。亦可以在波长移动过程中使用低微步分辨率(全步走，速度快)，在扫描波长过程中使用高微步分辨率；满足客户要求仪器高速且高精度实现全波扫描的性能需求。微步进配置参数表如下表1所示：表1Table6.StepmodeselectionthroughMODExinputsMODE3MODE2MODE1StepmodeCountermodule(binary)000Full-step01000000000011/2step00100000000101/4step00010000000111/8thstep00001000001001/16thstep00000100001011/32ndstep00000010001101/128thstep00000000101111/256thstep0000000001本细分驱动电路具有波长移动功能和波长扫描功能。当实施波长移动功能时，配置MODE1＝1、MODE2＝0、MODE3＝0，为1/2微步模式，波长移动速度快；当实施波长扫描功能时，配置MODE1＝1、MODE2＝1、MODE3＝1，为1/256微步模式，波长移动精度为0.1nm。选用一只步距角分辨率达到0.9度的两相四线步进电机。将光栅带座直接安装在步进电机的转动轴上，配置电机驱动微步进分辨率为256。波长偏移量与电机转角及步数的对应量如下表2所示：表2从表2可以推算出，当波长偏移1nm时，转角为0.034377°，需要9个脉冲步数驱动；当需要实现0.1nm波长偏移精度时，平均算下来需要1个脉冲步数驱动即可。当然，紫外可见光度计一般配置波长范围为190nm～1100nm。本细分电机驱动电路原理简单，元器件数量少，成本低，不仅节省安装空间，而且功能强大，满足高精本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现光度计光栅直驱的细分电机驱动电路，其特征在于：包括微步分步进电机驱动器，所述微步分步进电机驱动器具有工作模式配置端口、与MCU连接的双向控制端口以及与步进电机连接的输出端口；所述双向控制端口包括转动方向控制、转动步数设置、工作状态控制、微步分辨率设置端口；其中，转动步数设置端口在光耦定位初始化后，接收预先存储固化在MCU中的每个工作状态的转动步数，工作状态控制端口根据实际需求配置相应的电机细分比、微步分辨率。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现光度计光栅直驱的细分电机驱动电路，其特征在于：包括微步分步进电机驱动器，所述微步分步进电机驱动器具有工作模式配置端口、与MCU连接的双向控制端口以及与步进电机连接的输出端口；所述双向控制端口包括转动方向控制、转动步数设置、工作状态控制、微步分辨率设置端口；其中，转动步数设置端口在光耦定位初始化后，接收预先存储固化在MCU中的每个工作状态的转动步数，工作状态控制端口根据实际需求配置相应的电机细分比、微步分辨率。


2.根据权利要求1所述的实现光度计光栅直驱的细分电机驱动电路，其特征在于：所述步进电机为步距角分辨率达到0.9度的两相四线步进电机。


3.根据权利要求2所述的实现光度计光...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雄，钱莹莹，彭国高，刘凤梅，
申请(专利权)人：上海元析仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31