基于A3972的步進電機驅動模塊設計

　　控制電路

　　控制接口由三種控制信號組成，分別是方向控制信號、使能控制信號及切換控制信號。實際應用中按需要給出這三種控制信號的高低電平(5V)即可方便、有效地控制電機的運轉。

　　控制部分的核心是單片機及其控制軟件，通過光隔電路接收由自動收發卡機主控器給出的各種控制命令，結合細分選擇開關的設置，按需求通過3線串行接口控制著步進電機的細分倍數、運行脈沖頻率、正反轉、運行速度、單次運行線位移、啟停以及切換不同工位電機等。

　　該部分電路主要由單片機及其外圍電路組成(見圖2)。單片機選擇8051 單片機STC12C4052，具有速度高、可靠性高、在系統可編程等優點。S1撥碼開關為細分選擇開關，根據S1的值可通過串口(STR、CLK、DATA)設置電機工作在整步、半步、1/4步、1/8步、1/16步、1/32、1/64等多種方式下。

　　驅動電路

　　驅動部分是電機可靠運行的關鍵，本部分除可按命令完成驅動電機的正反轉、加速啟動、停止等功能外，還需考慮降低功耗和體積。印制電路板布線應采用粗地線，A3972直接焊接在印制板上，可以提高電路的電氣性能和散熱性能。

　　A3972的外圍電路簡單，只需要少量的外部元器件和幾根控制線就可構成一個完整的微步距驅動二相步進電機電路(見圖3)。撥碼開關S2用來設置橋輸出的最大負載工作電流ITRIPMAX = VREF/(Range × Rs)，不同的設置VREF的值不同。如撥碼開關的第一位導通，則VREF=1.25(1+R10/R11)。其中Range由控制字0決定，本文中Range值為8，Rs值為0.22Ω。

　　切換電路

　　由于自動收發卡機的設計是基于雙工位(工作通道)的，所以本驅動模塊內部自帶電機切換電路，可以驅動分時工作的兩路電機。切換部分由低功耗的MOS對管集成芯片及外圍電路組成(見圖4)。

　　電源(DC/DC變換)電路

　　為了使模塊的控制部分有一穩定的工作環境(包括電壓穩定、抗干擾等)，電源部分采用小功率DC/DC變換芯片做成24V—5V的開關穩壓電源(非隔離型)，供模塊內控制部分使用。另加入過壓保護、電源方向保護電路，以提高可靠性，如圖5所示。V1為特快速整流二極管，這里可以起到電源方向保護的作用。D1的輸出電壓為VOUT=1.25(1+R2/R1)，給D2提供一個相對穩定、安全的輸入電壓，再經過D2電壓轉換為VOUT=1.25(1+R4/R5)即5V。