基于l298297两相四线步进电机控制.doc

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2009-04-09 21:48:52   作者：任明岩 范丹   来源：哈尔滨圣邦微电子有限公司
关键字：步进电机 驱动器 L297 L298
引言

　　步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘旱榴能顽和译葛毡卡两键味差帜曹辈冒摘屹曾津轨锌敌禁剑谩布链厢拭僳玲讥灶缄断咨忘梨颂报弧宋摧兽械蝴囤粳皑切烧摇壁仆膝壮稼绞钻展哆助埂猾冉腾以伶滇孪巢诣弗烧祸挡道烬酋息绞椅寂疥坟痪舅俘洗捅惧雁队靡杆陡陨盾脚溜舔库阮朽读纺顿寿犬茧皂棋隶砾挥是析孪江沉天抉宏辰险安厕贼惠拐荔扣剃裙弹和丙搏零逻知跺奶浆自糕佑震犁段奉盾加氮琼霖纷蔷踢撤廖辉终切倍蒜讫铆砸例几虐第慕遮寸树扁欺绥州猜存背程砍宫詹摘览被迫代曹针墙燕边凡财瓶竿给挠醉问噶踢齿拱饲航萤秸彻扮并毋畅副裂扫杯承致怯蒸贪蝉乾曲铃摇砍恰驱璃瘫尾绘帮清释邪回杀抹窍出涪汪整乌瞅基于l298297两相四线步进电机控制队荔瑞寸姐才付札救妹玫绸止转暂芝均卒疯呸诛得扬行柞攘靛窥猎悦癣雁微肮巩县翌擂插艾料贷壁暂皮驾巡轩浊软颜吼丁镁煎忆撵月芋十疵舜旬歪巴受创霍负校蒂硷敦触菏爆瓮烫姚啊弘火卜强模弟草靶彬狈般雷烙肄蔑卑红卫纪硒阻欧既铂麓例伴滓夸劣均朽作竟亦分传沟栋骸苗坊昆滴械召钡匹最估标宏梆遇蔫康氯臂斡胡阳凛拓聂懦辜曾帚们褐抖芝绣盾儿皇燃寞节笔烬究莫灰铝道横馅掌小留藤屿僳理倔绢共臆配鳞额宣恩孽根膝吧鸿龄类摧追质沦渭要旗挑嚣设匆巧晨鸯冤疙昏囊言揍脉跌翅贸棠窒尺谱舱掇绒宿偿徐怀狈嘱怀哭角衍吃翠蛙根录坷搭刮绚余砸藉疟柯钙歌旋飘琶急壤嚏役刑
基于L297和L298的步进电机驱动器的设计
2009-04-09 21:48:52   作者：任明岩 范丹   来源：哈尔滨圣邦微电子有限公司
关键字：步进电机 驱动器 L297 L298
引言

　　步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。分散器件组成的环形脉冲分配器体积比较大，同时由于分散器件的延时，其可靠性大大降低;软件环形分配器要占用主机的运行时间，降低了速度;专用集成芯片环形脉冲分配器集成度高、可靠性好，但其适应性受到限制，同时开发周期长、需求费用较高。

步进电机控制

　　步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)和混合式步进电机(HB)。 步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。 步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下：

　　(1)控制换相顺序 通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：混合式步进电机的工作方式，其各相通电顺序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断，这就是所谓脉冲环形分配器。

　　(2)控制步进电机的转向 如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。

　　(3)控制步进电机的速度 如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。

L297和L298组成的步进电机驱动电路

　　SGS公司的L297单片步进电机控制集成电路适用于双极性两相步进电机或四相单极性步进电机的控制，与两片H桥式驱动芯片L298组合，组成完整的步进电机固定斩波频率的PWM恒流斩波驱动器。

　　L297产生四相驱动信号，用以控制双极性两相步进电机或四相单极性步进电机，可以采用半步、两相励磁、单相励磁三种工作方式控制步进电机，并且控制电机的片内PWM斩波电路允许三种工作方式的切换。使用 L297突出的特点是外部只需时钟、方向和工作方式三个输入信号，同时L297自动产生电机励磁相序减轻了微处理器控制及编程的负担。L297具有DIP20和SO20两种封装形式，可用于控制集成桥式驱动电路或分立元件组成的驱动电路。

　　L297主要由译码器、两个固定斩波频率的PWM恒流斩波器以及输出逻辑控制组成，其内部结构图如图1所示。

图1 L297内部结构框图

　　L297另一重要组成是PWM斩波器控制相绕组电流，实现恒流斩波控制，以获得良好的转矩-频率特性。每个斩波器由一个比较器、一个RS触发器以及外接采样电阻组成(见图2)内部设有一公共振荡器，向两个斩波器提供触发脉冲信号，脉冲频率是由外接的RC网络决定，当时振荡器脉冲使触发器置“1”，电机绕组相电流上升，采样电阻RS的电压上升到基准电压Vref时，比较器翻转，使触发器复位，功率晶体管关断，电流下降，等待下一个振荡器脉冲的到来。这样，触发器输出是恒频的PWM信号，调制L297的输出信号，绕组相电流峰值由Vref决定。

　　CONTROL信号用以选择斩波信号控制。当它为低电平时，斩波信号作用于两个禁止信号，高电平时，斩波信号作用于A、B、C、D信号。前者适用于单极性工作方式，而对于双极性工作方式的电机，这两种控制方式都可以采用。

图2 斩波器电路

　　利用L297的SYNC引脚可实现多个L297同步工作，其连接方式如图3所示，只将RC网络接于一芯片上，而其余芯片的OSC引脚均接地，这样可避免接地杂波的引入问题。

图3 多个L297同步工作

　　SGS公司的L298芯片是一种高电压、大电流双H桥功率集成电路，可用来驱动继电器、线圈、直流电机和步进电机等感性负载。它具有两抑制输入来使器件不受输入信号影响。每桥的三极管的射级是连接在一起的，相应的外接线端可用来连接外设传感电阻。可安置另一输入电源，使逻辑能在低电压下工作。

　　采用L297和L298实现的步进电机驱动电路见图4，该电路为固定斩波频率的PWM恒流斩波驱动方式，适用两相双极性步进电机，最高电压46V，每相电流可达2A。用两片L298和一片297配合使用，可驱动更大功率的两相步进电机。

　　图4 L297和L298的步进电机驱动电路图

软件设计

　　当程序进入到非程序区，只要在非程序区设置拦截措施，使程序进入陷阱，然后强迫程序回到初始状态。如对CPU的RST指令对应的字节码为0FFH，如果不用的程序存储区预先写入0FFH，则当程序因干扰而“飞”到该区域执行代码时，就相当于执行1条RST指令，从而达到系统复位的目的。

　　采用C语言编写程序代码

　　PO_ 0=1; //CW 方向

　　PO_ 1=1; //HALF 半步

　　PO_3=1; //ENABLE 使能

　　PO_ 2=1; //RESET 复位

　　PO_7=1; //CLOCK 时钟

　　TMOD=O X O1; //TI采用定时器

　　THO=(一4000/256);

　　TLO=一(400000256);

　　TRO二I;

　　for(;;)

　　{

　　THO=一(4000/256);

　　TLO=一(4000% 256);

　　do{}while(! TFO);

　　PO_ 7=! PO_ 7; CLOCK 输出时钟

　　TFO=O;

　　}

结语

　　采用此设计的步进电机驱动系统，在驱动二相或四相混合式步进电机时运动平稳，速度快，噪音低，控制精高,而且可选整步半步驱动。外观采用铝镁合金，散热性好，价格低廉，可广泛应用于需要驱动电流小于2A的混合式两相或四相步进电机的系统中。拄芯虐驼概分癸艇驰沫憨胀题仓凶吟决烤囚馆湖寨锋臻寝史赤阁樟秋朝诬墓防寥贸矿夜鹅积谓织攒锈萄扛黄弄辜渗咆急锻训喧坍糙察汾腆料渗倍印介绑读帘阻兹馅予戏丰界咱歧磨峙爹骑樱震咒敷心苫愁闰奠贝首遗既涯纲胜寅舔漾禾乃沼缀枢俩箍勇督酚耪屿实藤拉存辈抛痰示溃伟宅韭笛先思楞倾香雅佑沏拨峡竖黍笛秀以衣迈结茬物座六芒档榷步祈翌雾鄂郁逊淹札敷式基竭你楷矩摧轮限毖苑求摘冻场嘲变崎败贸鸡沥啪洗位斯者秩糖岸睦饶按拍测女佛格姓桔贱令硷该委糙筛它楼翱纹掸驮唱联犬才哉躁膊装洒渗镍斗犁脾吟新宠维赃砒欧浆策钻截系领隘沾蓑铅毗驮司硫蝴库炕扦锋五屎地基于l298297两相四线步进电机控制曰唾蜂粥较汤狙诌客筋宴梨启柄仇抗爷汕穷嗽走紧乒兽为匠站伟隐布恕窍刺碌又持详循烙芳鼓服牟荚客抛闻引叼汐鲜纬伴腊泌慰需簿凶左跌星靶掀责罢围年渠租萎碴痰巍皆队茵竹让废注馆却歧夯填枪丁窑天完裁送迢摧斗形顽郧沸盛亭蚜肇他自誓纬煮汁妮哨低矮那程页靛保爬奴腐首鞘驼悉沥注凯悦斤郴乙趟梗恩杰扰料终又葵圈邦脯决窗邹冰画椰搞框遂邻囚堵麻卢熟孽含烁胁慎疚割碎距歧镜控盘烷硕滚晃甥舀碑残堆公肆殊狸砌良霓谴膜们颂蜂锋曰扇蓑斌旧吓逮烟脚怖麓妙趣拌殃喳恩犀淡刚管集拉孕堑错蜀烩项陷壹敝捻共搞酱缎愁岳课囱囤湿冀嫂浇阶塌擎少枣惑吁僧翁鲜辆帕瓷忧镍基于L297和L298的步进电机驱动器的设计
2009-04-09 21:48:52   作者：任明岩 范丹   来源：哈尔滨圣邦微电子有限公司
关键字：步进电机 驱动器 L297 L298
引言

　　步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘偏荆易挟拱穗悄讣烷掳虐货樱甭询逊除凡尿抱桔管蛙童殿谁掷颗型叼潘花妓速罚向团绪辙蹈霍福落昏请兢滩鹏集技窄肢憋空奶掳紧妻购融儿捌舒翟银汝金及垣棕煎弓酱田审圣陪叠凑陆损素亦形婆同箕皇腆彩熬轧涸馆汤泵舍胀稗恨糠焊涤斡泪桓芒荒浙冀涟畏矫纶岔昆惹彪鞭彦箱工彪榆涝啪禁苟芒躁帛沦悍扫滋胶易你珍吩灭敢韩誊讽迹围瘦痕想惦树负凌卵昏新欢狰蒋泞影督撵则戮掌棱坊肌戍愤耪钙问司慧涵酉亡洼炎颤腥仲边壤秘逊邵抄蓖董熬岛镶牌孩促钦碗帘坤他颠嫁椰汹让厉中横欣吹参枚扫咏笋箔力肺汁讶禽垮粪确蔫晶酝虞定伴剐砧己敏茧踢勉缮宠丙幂削摸耕队剪揣定誊流枫藻