[发明专利]基于SPI总线控制的多步进电机驱动电路及控制方法

权利要求书

1.一种基于SPI总线控制的多步进电机驱动电路，其特征在于包括单片机单元(1)、信号驱动单元(2)、N个电源控制电路(3)、N个步进电机驱动电路(4)和N个步进电机(5)，每一个步进电机驱动电路(4)包括一片具有SPI接口的步进电机控制芯片，所述的单片机单元(1)的SPI总线接口通过SPI总线和N个步进电机控制芯片的SPI接口相连，单片机单元(1)和所述的信号驱动单元(2)的输入端相连，信号驱动单元(2)的输出端分别和所述的N个步进电机驱动电路(4)的片选信号输入端、N个电源控制电路(3)的输入端相连，N个电源控制电路(3)的输出端和N个步进电机驱动电路(4)的工作电源输入端一一对应相连，N个步进电机驱动电路(4)的驱动信号输出端和N个步进电机(5)一一对应相连。

2.根据权利要求1所述的基于SPI总线控制的多步进电机驱动电路，其特征在于所述的步进电机驱动电路(4)包括一片具有SPI接口的步进电机控制芯片U1，步进电机控制芯片U1采用L6470步进电机驱动芯片；步进电机控制芯片U1的3脚、23脚分别经电阻R3、电阻R6和所述的信号驱动单元(2)相连，步进电机控制芯片U1的18脚、19脚、20脚分别经电阻R9、电阻R8、电阻R10和所述的单片机单元(1)的SPI总线接口相连，步进电机控制芯片U1的24脚经电阻R11接电压VDD1，步进电机控制芯片U1的9脚、13脚、21脚及27脚均接地，步进电机控制芯片U1的2脚、12脚、16脚及26脚均和保险丝F1的一端相连，保险丝F1的另一端，一路和电阻R1的一端相连，另一路经电容C2和电容C1的并联电路接地，还有一路和所述的电源控制电路(3)的输出端相连，电阻R1的另一端，一路和步进电机控制芯片U1的5脚相连，另一路经电阻R4、稳压管D1和电容C3的并联电路接地，步进电机控制芯片U1的16脚和双二极管D2的正极相连，双二极管D2的负极和步进电机控制芯片U1的11脚相连，双二极管D2上并联有电容C5，双二极管D2的中间引脚经电容C4和步进电机控制芯片U1的10脚相连，步进电机控制芯片U1的6脚和17脚相连并且经电容C7和电容C6的并联电路接地，步进电机控制芯片U1的1脚及28脚分别和所述的步进电机(5)的A相线圈相连，步进电机控制芯片U1的14脚及15脚分别和所述的步进电机(5)的B相线圈相连。

3.根据权利要求1所述的基于SPI总线控制的多步进电机驱动电路，其特征在于所述的电源控制电路(3)包括三极管Q2和场效应管Q1，三极管Q2的基极和所述的信号驱动单元(2)的输出端相连，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极，一路经电阻R2接24V电压，另一路经电阻R5和场效应管Q1的栅极相连，场效应管Q1的源极接24V电压，场效应管Q1的漏极和所述的步进电机驱动电路(4)的工作电源输入端相连。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于SPI总线控制的多步进电机驱动电路，其特征在于所述的信号驱动单元(2)包括信号驱动芯片U5和信号驱动芯片U6，信号驱动芯片U5和信号驱动芯片U6均采用74HC244信号驱动芯片；信号驱动芯片U5的1脚、10脚及19脚均接地，信号驱动芯片U5的20脚接电压VDD，电压VDD经电容C29接地，信号驱动芯片U5的2脚、4脚、6脚、8脚、11脚、13脚、15脚及17脚分别和所述的单片机单元(1)相连，信号驱动芯片U5的3脚、5脚、7脚、9脚、12脚、14脚、16脚及18脚分别和所述的步进电机驱动电路(4)的片选信号输入端相连；信号驱动芯片U6的1脚、10脚、11脚、13脚、15脚、17脚及19脚均接地，信号驱动芯片U6的20脚接电压VDD，电压VDD经电容C30接地，信号驱动芯片U6的2脚、4脚、6脚及8脚分别和所述的单片机单元(1)相连，信号驱动芯片U6的12脚、14脚、16脚及18脚分别和所述的电源控制电路(3)的输入端相连。

5.一种如权利要求1所述的基于SPI总线控制的多步进电机驱动电路的控制方法，其特征在于所述的单片机单元(1)发出片选控制信号给所述的信号驱动单元(2)，信号驱动单元(2)经过处理再发出驱动信号给相应的步进电机控制芯片的片选信号输入端，对步进电机控制芯片进行选择切换，同时所述的单片机单元(1)发出电源控制信号给所述的信号驱动单元(2)，信号驱动单元(2)经过处理再发出控制信号给相应的电源控制电路(3)的输入端，电源控制电路(3)的输出端输出电源信号给片选选中的步进电机控制芯片的工作电源输入端，使片选选中的步进电机控制芯片获得工作电压，所述的单片机单元(1)通过SPI总线接口发送步进电机运动命令到SPI总线，片选选中的步进电机控制芯片通过SPI接口接收步进电机运动命令，经过处理后再发出驱动信号给所述的步进电机(5)，实现一个SPI总线接口控制多个步进电机(5)的目的。