专利名称：一种步进、直流电机控制驱动一体机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种步进、直流电机控制驱动一体机，属于电机控制领域。
背景技术：
小型步进电机与直流电机驱动、控制器广泛应用于光学调整、自动化生产、远距离探测等领域。现有的电机控制领域中，电机的驱动器与控制器是分离的，步进电机控制与直流电机控制是分离的。在需要步进电机与直流电机的综合应用时，需要配置步进电机驱动器、步进电机控制器、直流电机驱动器、直流电机控制器以及终端PC机或者PLC等多个设备。导致设备成本高、维护性差，且由于设备之间相互独立，所以不能应用在电机协同控制的场合。
发明内容
本发明的发明目的是解决现有技术中电机的驱动器与控制器分离，步进电机控制与直流电机控制分离，导致设备成本高、维护性差，且不能应用在电机协同控制的场合的技术问题，提供一种步进、直流电机控制驱动一体机。本发明提供一种步进、直流电机控制驱动一体机，包括:主要由步进控制单元、步进通讯单元、步进反馈单元、步进驱动单元、步进细分单元、步进电流调节单元、步进外部触发单元组成的步进电机驱动、控制器；主要由直流控制单元、直流反馈单元、直流驱动单元、直流外部触发单元组成的直流电机驱动、控制器；
所述步进电机驱动、控制器与所述直流电机驱动、控制器通过总线单元连接；所述步进通讯单元将命令传递给步进控制单元,步进控制单元对命令进行解析，若解析出步进电机控制信号，则步进控制单元对命令译码并传递给步进驱动单元，同时监测步进反馈单元的反馈信号，根据译码后的命令及反馈信号控制步进电机转动，步进控制单元同时监测步进细分单元的状态并设置细分数，接收步进外部触发单元的外部脉冲信号和步进电流调节单元的电流信号；若解析出直流电机控制信号，则步进控制单元通过总线单元将命令传递给直流控制单元，直流控制单元对命令译码并传递给直流驱动单元，同时监测直流反馈单元的反馈信号，根据译码后的命令及反馈信号控制直流电机转动，直流控制单元同时接收直流外部触发单元的外部电平信号。优选的是，所述步进、直流电机控制驱动一体机还包括步进电源单元和直流电源单元，步进电源单元为步进电机驱动、控制器供电，直流电源单元为直流电机驱动、控制器供电。优选的是，所述直流电机驱动、控制器还包括直流通讯单元，直流通讯单元将命令传递给直流控制单元。优选的是，所述步进控制单元由型号为C8051F310的芯片、下载用JTAG连接端口及辅助电路组成。
优选的是，所述步进驱动单元由型号为A3992的芯片组成。优选的是，所述直流控制单元由型号为C8051F310的芯片、下载用JTAG连接端口及辅助电路组成。优选的是，所述直流驱动单元由型号为A3988的芯片组成。本发明的有益效果:(I)本发明采用全数字电路方式组合实现步进电机与直流电机的协同驱动控制，具有通用性，特别适用于步进、直流电机同时应用的远距离控制、驱动的场合，既可节约成本，又提高了可靠性；(2)本发明的步进、直流电机控制驱动一体机可分拆为各带总线控制的I个步进电机控制、驱动器和一个直流电机控制、驱动器，实现小型电机的驱动器与控制器一体化。
图1为本发明步进、直流电机控制驱动一体机的结构框图；图2为本发明步进、直流电机控制驱动一体机中的步进电机控制、驱动器的结构框图；图3为本发明步进、直流电机控制驱动一体机中的直流电机控制、驱动器的结构框图；图4为本发明单独使用的步进电机控制、驱动器的结构框图；图5为本 发明单独使用的直流电机控制、驱动器的结构框图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1-3中的箭头表示了数据的流向。如图1所示，本发明的步进、直流电机控制驱动一体机包括步进电机驱动、控制器1，总线单元2，直流电机驱动、控制器3 ;所述的总线单元2是由14位插针连接端口组成，步进电机驱动、控制器I与直流电机驱动、控制器3通过总线单元2的8位信号相互连接。如图2所示，步进电机驱动、控制器I包括:步进电机反馈单元4，由芯片LM358、连接端口、上拉电阻组成，其中包含有2路模拟信号输入、4路数字信号输入；步进控制单元5，由芯片C8051F310、下载用JTAG连接端口及其相关辅助电路组成；步进通讯单元7，由芯片MAX488、连接端口和相关辅助电路组成，通过MAX488进行串行RS232信号和差分RS422信号的相互转换；步进电源单元8，由芯片MC34063、芯片S1117-3.3及其辅助电路组成，MC34063把外部输入的24V的电压转换为5V电压，SI 117-3.3把5V电压转换为3.3电压，24V电压、5V电压、3.3V电压分别为其他单元供电；步进驱动单元9，由芯片A3992组成，用于驱动步进电机，最大输出电流1.5A ；步进细分单元10，由拨码开关组成，将拨码开关的不同组合编码，发送给步进控制单元5，最高64细分；步进电流调节单元11，由芯片LM317MBG、拨码开关和电阻网络组成，参考电压调节单元，通过拨码开关可以调整A3992的参考电流，继而控制A3992对步进电机的输出电流；步进外部触发单元12，由3片光耦、连接端口组成，3个端口分别是脉冲信号、起停信号和公共阳极，通过光耦隔离，信号输入进步进控制单元5。如图3所示，直流电机驱动、控制器3包括:直流控制单元13，由芯片C8051F310、下载用JTAG连接端口及其相关辅助电路组成；直流电源单元16，由芯片MC34063、芯片S1117-3.3及其辅助电路组成，MC34063把外部输入的24V的电压转换为5V电压，SI 117-3.3把5V电压转换为3.3电压，24V电压、5V电压、3.3V电压分别为其他单元供电；直流驱动单 元17，由芯片A3988组成，用于驱动4路直流电机，电流1.2A ；直流外部触发单元18，由3片光耦、连接端口组成，3个端口分别是脉冲信号、起停信号和公共阳极，通过光耦隔离，信号输入直流控制单元13 ；直流反馈单元19，由芯片LM358、连接端口、上拉电阻组成，其中包含有2路模拟信号输入、4路数字信号输入。本实施方式的步进、直流电机控制驱动一体机使用时，所述步进电机驱动、控制器I与直流电机驱动、控制器3通过总线单元2的8位信号相互连接，用户通过步进通讯单元7接收PC机命令,步进通讯单元7将命令传递给步进控制单元5,步进控制单元5解析命令，如果是控制步进电机的命令，直接控制，过程为:步进控制单元5将命令译码并传递给步进驱动单元9，同时监测步进反馈单元4的反馈信号，使步进电机按译码后的命令及反馈信号转动，步进控制单元5同时监测步进细分单元10的状态并设置细分数，接收步进外部触发单元12的外部脉冲信号，维持步进电机一个脉冲运转一步，并接收步进电流调节单元11的电流信号，调节步进电机驱动单元9的输出电流；如果是控制直流电机的命令，步进控制单元5将命令通过总线单元2传递给直流控制单元13,由直流控制单元13控制直流电机，过程为:直流控制单元13将命令译码并传递给直流驱动单元17，同时监测直流反馈单元19的反馈信号，使直流电机按译码后的命令及反馈信号转动，直流控制单元13同时接收直流外触发单元18的外部高低电平信号，维持高电平时直流电机运转，低电平时直流电机停止。本实施方式的步进、直流电机控制驱动一体机还可分拆为各带422通讯总线控制接口的I个64细分4相2拍步进电机控制、驱动器和一个可以控制4路直流电机控制、驱动器。如图4所示，拆分的步进电机驱动、控制器可单独使用，用于步进电机的驱动和控制，过程为:用户通过步进通讯单元7接收PC机命令并传递给步进控制单元5，步进控制单元5将命令译码并传递给步进驱动单元9，同时监测步进反馈单元4的反馈信号，使步进电机按译码后的命令及反馈信号转动，步进控制单元5同时监测步进细分单元10的状态并设置细分数，接收步进外部触发单元12的外部脉冲信号，维持步进电机一个脉冲运转一步，并接收步进电流调节单元11的电流信号，调节步进电机驱动单元9的输出电流。
如图5所示，拆分的直流电机驱动、控制器3添加直流通信单元15后，其可作为直流电机驱动、控制器单独使用，用于直流电机的驱动和控制，过程为:用户通过直流通讯单元7接收PC机命令并传递给直流控制单元13，直流控制单元13将命令译码并传递给直流驱动单元17，同时监测直流反馈单元19的反馈信号，使直流电机按译码后的命令及反馈信号转动，直流控制单元13同时接收直流外触发单元18的外部高低电平信号，维持高电平时直流电机运转，低电平时直流电机停止。所述直流电机通讯单元15由芯片MAX488、连接端口及相关辅助电路组成，通过MAX488进行串行RS232信号和差分RS422信号的相互转换。本实施方式的步进、直流电机控制驱动一体机的直流电机驱动、控制器3还可以包括直流通讯单元15，当作为步进、直流电机控制驱动一体机使用时，直流通讯单元15失效，即RS422输入无响应；当拆分为各带422通讯总线控制接口的I个64细分4相2拍步进电机控制、驱动器和一个可以控制4路直流电机控制、驱动器使用时，直流电机控制、驱动器不需要再添加 直流通讯单元15，可直接使用。
权利要求
1.一种步进、直流电机控制驱动一体机，其特征在于，包括: 主要由步进控制单元、步进通讯单元、步进反馈单元、步进驱动单元、步进细分单元、步进电流调节单元、步进外部触发单元组成的步进电机驱动、控制器； 主要由直流控制单元、直流反馈单元、直流驱动单元、直流外部触发单元组成的直流电机驱动、控制器； 所述步进电机驱动、控制器与所述直流电机驱动、控制器通过总线单元连接； 所述步进通讯单元将命令传递给步进控制单元，步进控制单元对命令进行解析，若解析出步进电机控制信号，则步进控制单元对命令译码并传递给步进驱动单元，同时监测步进反馈单元的反馈信号，根据译码后的命令及反馈信号控制步进电机转动，步进控制单元同时监测步进细分单元的状态并设置细分数，接收步进外部触发单元的外部脉冲信号和步进电流调节单元的电流信号；若解析出直流电机控制信号，则步进控制单元通过总线单元将命令传递给直流控制单元，直流控制单元对命令译码并传递给直流驱动单元，同时监测直流反馈单元的反馈信号，根据译码后的命令及反馈信号控制直流电机转动，直流控制单元同时接收直流外部触发单元的外部电平信号。
2.根据权利要求1所述的一种步进、直流电机控制驱动一体机，其特征在于，还包括步进电源单元和直流电源单元，步进电源单元为步进电机驱动、控制器供电，直流电源单元为直流电机驱动、控制器供电。
3.根据权利要求1所述的一种步进、直流电机控制驱动一体机，其特征在于，所述直流电机驱动、控制器还包括直流通讯单元，直流通讯单元将命令传递给直流控制单元。
4.根据权利要求1所述的一种步进、直流电机控制驱动一体机，其特征在于，所述步进控制单元由型号为C8051F310的 芯片、下载用JTAG连接端口及辅助电路组成。
5.根据权利要求1所述的一种步进、直流电机控制驱动一体机，其特征在于，所述步进驱动单元由型号为A3992的芯片组成。
6.根据权利要求1所述的一种步进、直流电机控制驱动一体机，其特征在于，所述直流控制单元由型号为C8051F310的芯片、下载用JTAG连接端口及辅助电路组成。
7.根据权利要求1所述的一种步进、直流电机控制驱动一体机，其特征在于，所述直流驱动单元由型号为A3988的芯片组成。
全文摘要
本发明提供一种步进、直流电机控制驱动一体机，解决了现有技术中电机的驱动器与控制器分离，步进电机控制与直流电机控制分离，导致设备成本高、维护性差，且不能应用在电机协同控制的场合的技术问题。该一体机包括步进电机驱动、控制器；直流电机驱动、控制器；连接步进电机驱动、控制器与直流电机驱动、控制器的总线单元。本发明的步进、直流电机控制驱动一体机成本低、使用方便、可靠性强，可通过一个通讯单元完成步进电机与直流电机的协同控制，并可拆分为1个64细分4相2拍步进电机控制、驱动器和一个控制四路直流电机控制、驱动器单独使用。
文档编号H02P29/00GK103248318SQ20131014041
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者张岳, 王帅, 阴玉梅, 吴庆林 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所