1.硬件脉冲分配
脉冲分配的作用就是在步进脉冲的激励下产生四相步进脉冲。构成脉冲分配的方法很多,可以用硬件电路来实现,也可以用软件来产生。下面分别加以说明。
(1)利用移位寄存器实现脉冲分配
如图9-11(a)所示,利用4位移位寄存器74LS194可以构成脉冲分配器,74LS194的输出φ1、φ2、φ3、φ4为四相驱动脉冲输出。S0、S1为工作模式设置,其真值表如表9-4所示。脉冲分配器初始化时,S0=S1=H,在时钟脉冲(步进脉冲)CK作用下,0011B数据装入移位寄存器,而后使S1 S0=01或S1 S0=10,再在步进脉冲控制下就可从φ1~φ4送出对应正转或反转的驱动步进电机的时序脉冲。
表9-4 脉冲分配器模式控制表
图9-11 二相激励的脉冲分配电路及其波形图
(a)电路;(b)波形图
图9-11(a)所示的电路,在接口输出信号控制S0、S1并加上步进脉冲,就可以实现二相激励的四相脉冲输出。但该硬件只能输出一种形式的四相脉冲,即二相激励的脉冲形式,显得还不够方便。
(2)利用TD62803P实现脉冲分配
随着大规模集成电路技术的发展,现在已生产出专门用于步进电机控制的脉冲分配器芯片,它可以适用于三相和四相步进电机的各种激励方式,TD62803P就是其中一例。TD62803P的引脚图如图9-12所示,其各引脚定义如下:
图9-12 脉冲分配器TD62803P引脚图
CW/CCW:正转/反转控制。
EA、EB:激励方式控制。
3/4:三相或四相切换控制。
MO:初始状态检出,初始状态时其输出为低电平。
φ1、φ2、φ3、φ4:四相驱动脉冲输出。(www.daowen.com)
E:输出允许,当该端为高电平时,允许φ1~φ4输出。
CKOUT:时钟输出,它可以用来对步进脉冲进行计数。
CK1、CK2:时钟输入。
复位输入。
GND:地。
VCC:+5V电源。
从TD62803P的引脚定义可以看到,它是一个功能很强且功能可控的多功能脉冲分配器。在相应引脚加上不同的控制电平即可得到不同的控制功能。有关控制功能的真值表见表9-5。用TD62803P和有关接口芯片相连接就很容易构成一个用单片机控制的步进电机接口电路。
表9-5 TD62803P控制真值表
2.软件脉冲分配
除了前面提到的利用硬件电路实现脉冲分配外,利用软件也可以方便灵活地实现脉冲分配。在MCS-51扩展总线上建立锁存器接口如图9-13所示。为实现软件脉冲分配,尚需在内存中建立四相脉冲对应的编码见表9-6。
图9-13 软件脉冲分配四相输出接口
表9-6 四相脉冲对应的编码
表9-6为内存中的四个顺序单元,每个单元中分别存放着表中所示的编码。将表9-6的数据经图9-13所示锁存器接口输出,可产生四相激励信号。若按照表9-6从上向下循环输出,则步进电机正转;若自下向上循环输出,则会反转。表9-6对应的是二相激励,对一相或一~二相激励,读者可自己构造数据表。
工程上实现时要考虑更多的问题,还必须记住当前步进电机停留在什么状态。然后,由此状态开始正向或反向走几步。假设目前步进电机停在某处,则此时的激励数据的指针存放在内存的外部RAM单元中,表9-6的首地址为外部RAM的0080H,并且表的取数指针在0084H中,下面是使电机正转10步的程序。
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