计算机串行口双路步进电机控制器制造技术

本实用新型专利技术公开计算机串行口双路步进电机控制器，包括电源输入端和输出端、串行信号输入端、驱动信号输出端、电平转换模块、切换控制模块及切换电路，所述电平转换模块通过串行信号输入端接收计算机输出的动作和切换控制信号，将其电平转换为ＴＴＬ电平后，将动作控制信号通过所述驱动信号输出端输出相应的驱动器，将切换控制信号输出到所述切换控制模块，切换控制模块提供切换电路的通断控制信号，选通电源输入端和输出端之间两路电源线路的其中之一。可以实现对双路步进电机的各种控制，无需安装在计算机的扩展槽内，具有易于拆装、体积小，易携带，成本低的优点。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】计算机串行口双路步进电机控制器
本技术涉及一种运动控制装置，特别涉及一种接收计算机控制信号的双路运动控制装置。
技术介绍
步进电机在医疗器械、数控机床、仪器仪表等自动或半自动设备中得到了广泛的应用。用计算机控制步进电机的通常作法是采用步进控制卡。现有采用步进控制卡的双路步进电机控制系统由计算机、步进控制卡、两个步进电机驱动器和两个步进电机组成。在计算机上运行针对步进控制卡开发的运动控制软件，将控制步进电机运动所需的所有参数输出到步进控制卡，步进控制卡根据接收到的指令产生TTL电平的脉冲信号和转向信号，输出到步进电机驱动器，从而带动步进电机运动。步进控制卡是一种插槽式器件，所以它必须要安装在计算机的扩展槽内，需要打开计算机进行拆装，很不方便，而且只能在一台机器上使用，不能灵活的移动，还有些小型计算机内根本没有扩展的空间供控制卡使用。另外，步进控制卡是根据计算机提供的运动参数运算后生成TTL电平的脉冲、转向及切换控制信号，其电路比较复杂，成本较高，购买一块步进电机控制卡需要几千元。如果在使用中控制卡损坏，维修费用较高。而且其体积较大，携带不便。
技术实现思路
有鉴于此，本技术要解决的技术问题是提供计算机串行口双路步进电机控制器，通过将计算机控制信号的电平直接转换成TTL电平实现对双路终端设备的控制和切换，成本低，无需插入扩展槽内。为了解决上述技术问题，本技术提供了计算机串行口双路步进电机控制器，包括电源输入端和输出端、串行信号输入端、驱动信号输出端、电平转-->换模块、切换控制模块及切换电路，所述电平转换模块通过串行信号输入端接收计算机输出的动作和切换控制信号，将其电平转换为TTL电平后，将动作控制信号通过所述驱动信号输出端输出到相应的驱动器，将切换控制信号输出到所述切换控制模块，切换控制模块提供切换电路的通断控制信号，选通电源输入端和输出端之间两路驱动器电源线路的其中之一。上述电平转换模块可由两个电平转换芯片组成，其中一个芯片接收所述动作控制信号并进行电平转换，其输出与驱动信号输出端相连，另一个芯片接收所述切换控制信号并进行电平转换，其输出与所述切换控制模块相连。上述电平转换模块也可由两个电平转换芯片组成，分别接收两个终端的动作控制信号并进行电平转换，然后通过所述驱动信号输出端分别输出到相应的驱动器上述的切换控制模块可由一个三极管组成，所述切换电路由一个三触点常闭一路的电磁继电器组成，所述三极管的集电极通过所述电磁继电器与工作电源相连，所述触点中的一个与电源输入端相连，另两个分别与所述两路电源线路中的一路相连。上述双路运动控制器还包括一个降压电路，接收电源输入端的12V电压，转换成5V电压输出到所述切换控制模块和电平转换模块。上述双路运动控制器还包括驱动信号输入端和串行信号输出端，所述驱动信号输入端接受相应驱动器的反馈信号，并通过所述串行信号输出端反馈给计算机。上述动作控制信号可为控制步进电机的脉冲信号和转向信号，所述驱动器是步进电机驱动器。由上可知，本专利技术双路运动控制器运用于步进电机的控制时，代替了步进电机控制卡，将利用计算机串行口输出的控制信号电平转换成TTL电平输出到步进电机驱动器，控制步进电机的运动，并且可以在两路步进电机间进行自由切换。此外，还可实现两路步进电机的同时同方式或者同时不同方式的运动控制。本专利技术的双路运动控制器具有易于拆装、体积小，易携带，成本低的优点。附图说明-->图1为本专利技术实施例的双路步进电机控制系统示意图；图2为本专利技术实施例的双路运动控制器的功能框图；图3为图2中切换控制模块和切换电路的具体电路图。具体实施方式在RS232串行口发送数据的过程中，每发送一个字节，在TXD端发出不同的脉冲，改变发送数据的各二进制位，便可在TXD端得到不同的波形。改变发送的字节数及所发送的字节内容，可在TXD端产生任意数量的脉冲；改变波特率可动态改变发送脉冲的频率。从而在TXD端所发出的脉冲完全满足控制步进电机的需要，可用TXD作为控制步进电机转动步数、速度等运动状态的脉冲信号。同理，DTR和RTS虽然在串行通讯接口中被定义为不同功能的握手信号，但它们均可作为一般的I/O量使用，而且不论采用哪种编程方法，都能很方便地对这些信号进行读写操作。若再以DTR(或RTS)作为转向控制信号，电平的高低可代表不同的转向，则仅用一个串行口就已提供了步进电机控制器需要的所有信号，其余的CD、DSR、CTS、RI可作为状态检测信号。因此，本专利技术的双路运动控制器只需要将各信号由RS232电平变成TTL电平，如选用DS1488、DS1489、MAX232等芯片，即可实现对步进电机的控制，而在双路控制时可能需要的切换控制信号可由RTS(或DTR)端提供，用高低电平来实现切换功能。如图1所示，本专利技术实施例的双路步进电机控制系统包括计算机1、双路运动控制器2、两个步进电机驱动器3及两个步进电机4。与现有技术相比，用双路运动控制器2取代了步进控制卡。计算机1通过RS232串行口发送脉冲、转向及切换控制信号到双路运动控制器2，双路运动控制器2将接收到的控制信号转换成TTL电平，转换后脉冲和转向信号直接输出到相应的步进电机驱动器3，转换后的切换信号用于选通两个步进电机驱动器3之一的电源，从而实现对步进电机4的切换和运动控制。步进电机的双路运动控制器是上述双路步进电机控制系统中的核心部件。如图2所示，其包括：电源输入端21、串行信号I/O(输入输出端)22、电平转换模块23、切换控制模块24、切换电路25、降压电路26、驱动信号-->I/O 27以及电源输出端28。其中，本实施例的电平转换模块由第一、第二电平转换芯片231、232组成，采用MAX232芯片。在RS232串行口中，本实施例采用TXD端传送脉冲信号，DTR端传送转向信号，RTS端传送切换信号。其中脉冲信号和转向信号通过串行信号I/O输入到第一电平转换芯片，转换成TTL电平的信号后直接通过驱动信号I/O输出到两个步进电机驱动器，控制相应步进电机的运动。而切换信号通过串行信号I/O输入到第二电平转换芯片，转换成TTL电平后输出到切换控制模块，控制切换电路的通断。而切换电路中的一端接收电源输入端提供的12V电源，还有一端与分别连接到两个步进电机驱动器的两路电源线路相连，在切换信号的控制下选通其中的一个电源线路，即接通了一个步进电机驱动器的电源，该步进电机驱动器即可根据驱动信号I/O输出的脉冲信号和转向信号控制与其连接的步进电机的运动了。而另一步进驱动器因电源被切断而不工作。切换控制模块和切换电路的电路图如图3所示，其中切换控制模块由一个三极管组成，其中E级为接地端、B级接切换控制信号、C级接切换电路的接地端。切换电路由一个三触点常闭一路的电磁继电器组成，其中电磁继电器两端分别与5V电源和三极管的C极相连，触点1与12V电源输入端相连，触点2和触点3端则分别通过电源输出端与两个步进电机驱动器相连，当系统加电且切换控制信号为低电平时，5V电源加到继电器两端，触点1与触点3吸合，步进电机驱动器A选通。当切换控制信号为高电平时，继电器失电，继电器恢复回触点1与触点2吸合的状态，步进电机驱动器B选通。由于电平转换芯片的工作电压为5V，而现场不一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机串行口双路步进电机控制器，包括电源输入端和输出端、驱动信号输出端，其特征在于还包括：串行信号输入端、电平转换模块、切换控制模块及切换电路，所述电平转换模块通过串行信号输入端接收计算机输出的动作和切换控制信号，将其电平转换为ＴＴＬ电平后，将动作控制信号通过所述驱动信号输出端输出到相应的驱动器，将切换控制信号输出到所述切换控制模块，所述切换控制模块提供切换电路的通断控制信号，选通电源输入端和输出端之间的两路驱动器电源线路的其中之一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种计算机串行口双路步进电机控制器，包括电源输入端和输出端、驱动信号输出端，其特征在于还包括：串行信号输入端、电平转换模块、切换控制模块及切换电路，所述电平转换模块通过串行信号输入端接收计算机输出的动作和切换控制信号，将其电平转换为TTL电平后，将动作控制信号通过所述驱动信号输出端输出到相应的驱动器，将切换控制信号输出到所述切换控制模块，所述切换控制模块提供切换电路的通断控制信号，选通电源输入端和输出端之间的两路驱动器电源线路的其中之一。2、如权利要求1所述的计算机串行口双路步进电机控制器，其特征在于，所述电平转换模块由两个电平转换芯片组成，其中一个芯片接收所述动作控制信号并进行电平转换，其输出与驱动信号输出端相连，另一个芯片接收所述切换控制信号并进行电平转换，其输出与所述切换控制模块相连。3、如权利要求1所述的计算机串行口双路步进电机控制器，其特征在于，所述电平转换模块由两个电平转换芯片组成，分别接收两个终端的动作控制信号并进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]