[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在审

专利信息
申请号: 201710862703.9 申请日: 2017-09-21
公开(公告)号: CN107769644A 公开(公告)日: 2018-03-06
发明(设计)人: 孙哲;李杰;许百丽 申请(专利权)人: 东方通信股份有限公司
主分类号: H02P8/40 分类号: H02P8/40
代理公司: 杭州杭诚专利事务所有限公司33109 代理人: 林宝堂,杨燕霞
地址: 310000 浙江省杭州市滨*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 基于 spi 总线 控制 步进 电机 驱动 电路 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及对多个步进电机进行控制的驱动电路,尤其涉及一种基于SPI总线控制的多步进电机驱动电路及控制方法。

背景技术

在金融设备(如ATM取款机、自助发卡机等)中,步进电机作为重要的执行部件,得到了广泛的应用,每个设备中步进电机的数量少则数个多则数十个。传统的步进电机驱动电路,对每个电机的驱动需要独立的一个定时器和数个IO端口,当设备中存在多个电机时,需要使用具有更多IO端口的微控制器才能实现对多个电机的驱动,对微控制器的IO端口资源的要求较苛刻,导致成本较高。并且金融设备中每个电机的运转速度、启停时间、负载大小常常都不相同,每个电机运转的曲线都需要软件编程实现,一定程度上增加了软件编程的复杂性。

发明内容

本发明主要解决原有步进电机驱动电路占用单片机资源外设过多,成本较高,并且每个步进电机运转的曲线都需要软件编程实现,增加软件编程复杂性的技术问题;提供一种基于SPI总线控制的多步进电机驱动电路及控制方法,其通过单片机的一个SPI总线接口就能实现对多个步进电机的控制,占用单片机资源少,降低单片机IO端口资源要求,从而降低成本,通过SPI总线发送运动命令实现电机运转,并且通过配置寄存器可以编程电机加减速曲线,从而减少软件编程的复杂性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:本发明的基于SPI总线控制的多步进电机驱动电路,包括单片机单元、信号驱动单元、N个电源控制电路、N个步进电机驱动电路和N个步进电机,每一个步进电机驱动电路包括一片具有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,单片机单元和所述的信号驱动单元的输入端相连,信号驱动单元的输出端分别和所述的N个步进电机驱动电路的片选信号输入端、N个电源控制电路的输入端相连,N个电源控制电路的输出端和N个步进电机驱动电路的工作电源输入端一一对应相连,N个步进电机驱动电路的驱动信号输出端和N个步进电机一一对应相连。单片机单元发出片选控制信号给信号驱动单元,信号驱动单元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,同时单片机单元发出电源控制信号给信号驱动单元,信号驱动单元经过处理再发出控制信号给相应的电源控制电路的输入端,电源控制电路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,单片机单元通过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,实现一个SPI总线接口控制多个步进电机的目的。本技术方案采用具有SPI接口的步进电机控制芯片,通过SPI总线将多个步进电机控制芯片连接在一起,每个步进电机控制芯片控制一个步进电机,通过片选信号对需要控制的步进电机控制芯片进行选择切换,单片机通过SPI总线发送步进电机运动命令,实现通过一个SPI总线接口控制多个步进电机的功能。信号驱动单元用于信号的驱动,隔离单片机单元和步进电机驱动电路,保证信号稳定。电源控制电路使各个步进电机驱动电路的电源相互分离,便于单独控制切换,减小了电路相互间的影响。本技术方案占用单片机资源少,降低单片机IO端口资源要求,从而降低成本,通过SPI总线发送运动命令实现电机运转,并且通过配置寄存器可以编程电机加减速曲线,从而减少软件编程的复杂性。

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