新颖的串行控制步进电机驱动器

新颖的串行控制步进电机驱动器

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时间:2018-11-26

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1、新颖的串行控制步进电机驱动器摘要:美国Allegro公司推出的A3972型串口控制器是步进电机微步距驱动专用电路。一个A3972外加一个简易CPU即可实现二相步进电机的32微步距驱动。文中介绍该电路的特点、引脚功能和工作原理,并给出A3972的典型应用电路,该电路已成功地应用在某步进电机伺服系统中。   关键词:步进电机串口控制器细分驱动1前言A3972是美国Allegro公司生产的PWM恒流控制微步距驱动二相步进电机专用驱动器。它的工作电压可达50V,驱动电流达1.5A,一个A3972即可驱动一台二相步进电机。芯片内部的PWM电流控制电路可通过串行

2、接口被设置为电流慢、快、混合衰减模式。通过电机的电流是由电路内部的6位数/模转换器(DAC)输出和外部参考电压来共同决定的,其中的6位DAC决定了输出电流有26=64个等级。因此,DAC的值每增加1,输出电流会增加最大电流I-max的1.56%。另外,A3972还能提供完善的保护措施,其中包括抑制瞬态电压、过热保护、防止电流直通、欠电压自锁等功能。2A3972的引脚排列和引脚功能A3972的引脚排列如图1所示,各个引脚的功能如下所述:引脚1(VCP):电压泵的输出电压引脚,主要用于驱动内部DMOSH桥臂的上二路DMOS管。引脚2、3(CP1、CP2)

3、:一般在这二个引脚间接一个0.22μF的电容器。该电容器主要是为A3972内部的电压泵提供电源,电压泵的输出为引脚1(VCP)。引脚4、9(OUT1B、OUT1A):输出引脚,每个引脚分别与电机一相绕组的二端相连。引脚5、20(LOADSUPPLY1、LOADSUPPLY2):电机负载电源端。引脚6、7、18、19(GROUND):接地端。引脚8、17(SENSE1、SENSE2):在此端接1只采样电阻器可检测负载电流,采样电阻(Rs)的大小与所设定的负载电流有效。引脚10、11、12(STROBE、CLOCK、DATA):这3个引脚是A3972的串

4、行接口,系统通过它们来控制A3972。其中STROBE为使能信号端,CLOCK为时钟信号端,DATA为数据输入信号端。   引脚13(REF):此端的电压与采样电阻Rs及DAC决定输出电机负载电流的大小。引脚14(MUX):闲置引脚,在实际应用电路中可悬空。引脚15(LOGICSUPPLY):逻辑电路电压,可以为5V或3.3V。引脚16、21(OUT2A、OUT2B):输出引脚,它们分别与电机一相绕组的二端相连。引脚22(VREG):内部产生的电压输出端,用于驱动DMOSH桥臂的下二路DMOS管。该端的电压被内部电路监控,一旦出现故障,H桥输出将被禁

5、止。在实际应用中,VREG引脚应串接一个0.22μF的电容器到GROUND上。引脚23(SLEEP):当该引脚为低电平时,A3972将处于睡眠状态,此时,电路消耗的电流最小,同时,H桥输出也会被禁止,串行接口也会被复位为零状态。引脚24(OSC):外部时钟输入引脚,用作内部PWM时基,典型值为4MHz。A3972可使用内部4MHz的时钟或外部时钟。如果使用内部时钟,则应将OSC引脚接地。表1Word0模式Bit功 能Bit功 能D0Wordselect=0D1H桥1,DAC,LSBD2H桥1,DAC,位2D3H桥1,DAC,位3D4H桥1,DAC,位

6、4D5H桥1,DAC,位5D6H桥1,DAC,MSBD7H桥2,DAC,LSBD8H桥2,DAC,位2D9H桥2,DAC,位3D10H桥2,DAC,位4D11H桥2,DAC,位5D12H桥2,DAC,MSBD13H桥1相D14H桥2相D15H桥1模式D16H桥2模式D17参考电压选择方式D18电流范围选择方式  3A3972的功能对A3972的控制是通过3条串行接口线(CLOCK、DATA、STROBE)来实现的。每次发送时要传送19个bits,先传送高位D18,最后传送最低位D0。A3972有二种数据模式:Word0位设置模式和Word1位设置模式

7、。3.1Word0位设置模式当D0=0时,A3972便进入Word0模式,各位的功能见表1,D0-D18位的含义如下:D1-D6:用于设定通过H桥1的电流等级,当全设置为0时,将禁止H桥1工作,开关管关断。D7-D12:用于设定通过H桥2的电流等级,当全设置为0时,将禁止H桥2工作,开关管关断。D13:决定通过负载绕组1的电流方向。为0,表示电流从OUT1B流向OUT1A;为1,则表示电流从OUT1A流向OUT1B。   D14:决定通过负载绕组2的电流方向,为0,表示电流从OUT2B流向OUT2A;为1,则表示电流从OUT2A流向OUT2B。D15

8、:决定H桥1电流衰减模式,为0,表示A3972设置成混合衰减模式;为1,则表示设置成慢衰减模式。D16:决定

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