2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
通過以下不同組合方式配置M4-M1端口，LMD18245可以工作在單相運(yùn)行全步、雙相運(yùn)行全步、不加轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)陌氩津?qū)動(dòng)、加轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)陌氩津?qū)動(dòng)、 1/4細(xì)分驅(qū)動(dòng)、1/8細(xì)分驅(qū)動(dòng)、1/10細(xì)分驅(qū)動(dòng)、1/16細(xì)分驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式下。不同驅(qū)動(dòng)方式下。不同驅(qū)動(dòng)方式可以通過調(diào)整外部跳線實(shí)現(xiàn)，也可以通過在線編程軟件實(shí)現(xiàn)。這里介紹最常用的，性能較好的10細(xì)分驅(qū)動(dòng)的原理及應(yīng)用，系統(tǒng)原理圖如圖3所示。該電路主要由一個(gè)AT80C2051和二個(gè) LMD18245及外圍電路組成。
2.1 系統(tǒng)供電
系統(tǒng)由二路電源供電，一路采用8~12V DC給LM7805供電，輸出5V標(biāo)準(zhǔn)電壓，作為系統(tǒng)的信號電源；由于LM18235F型驅(qū)動(dòng)器的額定輸入電壓最大值為55V DC，因此，當(dāng)使用超過45V DC的電源時(shí)，將會產(chǎn)生由電機(jī)減速所帶來的反電動(dòng)勢，可能會使供電電壓增加并超出55V額定電壓的限制。為加強(qiáng)保護(hù)，可放置一個(gè)適當(dāng)?shù)凝R納二極管將電壓限制在55V以下，也可在電機(jī)供電端接入一個(gè)低于2.5A的保險(xiǎn)絲。由此可見，用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)24V交流變壓器即可，因?yàn)榻?jīng)過二極管整流和電容器濾波可以產(chǎn)生接近35V DC的電壓來實(shí)現(xiàn)電源供電。該系統(tǒng)采用未穩(wěn)壓的線性電源。而如果采用開關(guān)電源，則要在輸出端放置一個(gè)大電容器（10000μF或更大）。
2.2 步進(jìn)/方向連接
AT89C2051的（T0）P3.4和（T1）P3.5口均定義為GPIO口并分別接二個(gè)驅(qū)動(dòng)器的DIR輸入端，P3.4和P3.5的輸出由程序控制。步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向通過改變INT1(P3.3)輸入電平來實(shí)現(xiàn)，INT0（P3.2）作為步進(jìn)脈沖輸入口，步進(jìn)和方向信號均設(shè)置為“低有效”，它們和BREAK信號均來自上位機(jī)，有時(shí)可能需要光電隔離，并且引腳脈寬至少應(yīng)為2ms。該系統(tǒng)的最大步進(jìn)頻率為45kHz，在1/8細(xì)分驅(qū)動(dòng)模式下， 1.8o步矩角的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以接近1700rpm。
2.3BRAKE的連接
LMD18245驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)是具有BRAKE（剎車）引腳，是用來關(guān)斷步進(jìn)電機(jī)的電源。
該引腳為邏輯高電平時(shí)會使能剎車并制動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。正常操作時(shí)，BRAKE引腳為低電平或接地。在該系統(tǒng)中，BRAKE引腳接收上位機(jī)的信號來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的實(shí)時(shí)關(guān)斷。
2.4限流電阻的設(shè)置
LMDl8245驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的電流達(dá)到3A／相．最大驅(qū)動(dòng)電流輸出由電阻器R5和R7設(shè)置。電流檢測電阻可以采用以下公式計(jì)算：R=20000／A(其中R的單位是歐姆，A的單位為安培)。電阻器。R5和R7的典型值如表1所示，要求使用l／4W電阻并且阻值不能低于6.6kΩ。二個(gè)LMDl8245型驅(qū)動(dòng)器必須設(shè)置為相同的電流輸出門限，R5和R7采用相同的阻值。不要使驅(qū)動(dòng)器的輸出超過3A，否則將會出現(xiàn)問題。若要靈活改變電流輸出，可以采用兩個(gè)最大阻值為25kΩ的可變電阻器分別替換R5和R7，但為安全起見，還是建議采用R5和R7。
2.5驅(qū)動(dòng)方式選擇
在不同的步進(jìn)階段給LMDl8245的M4-M1端口加載一定序列的二進(jìn)制數(shù)可以非常容易地實(shí)現(xiàn)二相步進(jìn)電機(jī)全步驅(qū)動(dòng)、半步驅(qū)動(dòng)、1/4細(xì)分驅(qū)動(dòng)、1/8 細(xì)分驅(qū)動(dòng)、l/10細(xì)分驅(qū)動(dòng)和l／16細(xì)分驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式，可以設(shè)置外部的跳線開關(guān)給SELl、SEL2、SEL3端口加載不同的值并通過相應(yīng)的軟件確定具體以何種方式驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。
3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)采用AT89C2051作為主控制器，其指令系統(tǒng)與5l指令集完全兼容。根據(jù)二相雙極型步進(jìn)電機(jī)均勻細(xì)分時(shí)的電流變化規(guī)律公式：IA=Im- cosθ，IB=Imsinθ，可以計(jì)算出1／10細(xì)分驅(qū)動(dòng)時(shí)電機(jī)中的相電流比及其對應(yīng)的M4一Ml上的二進(jìn)制等量數(shù)值。將該等量數(shù)值用數(shù)組表示為：
PDAC [40] =fob000011 11，0b001011 11，0bolollll O，0b01111101，…，0b00101111}；
<!--StartFragment -->
表1 限流電阻及輸出電流門限
