基于A3972的步进电机驱动模块设计

　　控制电路

　　控制接口由三种控制信号组成，分别是方向控制信号、使能控制信号及切换控制信号。实际应用中按需要给出这三种控制信号的高低电平(5V)即可方便、有效地控制电机的运转。

　　控制部分的核心是单片机及其控制软件，通过光隔电路接收由自动收发卡机主控器给出的各种控制命令，结合细分选择开关的设置，按需求通过3线串行接口控制着步进电机的细分倍数、运行脉冲频率、正反转、运行速度、单次运行线位移、启停以及切换不同工位电机等。

　　该部分电路主要由单片机及其外围电路组成(见图2)。单片机选择8051 单片机STC12C4052，具有速度高、可靠性高、在系统可编程等优点。S1拨码开关为细分选择开关，根据S1的值可通过串口(STR、CLK、DATA)设置电机工作在整步、半步、1/4步、1/8步、1/16步、1/32、1/64等多种方式下。

　　驱动电路

　　驱动部分是电机可靠运行的关键，本部分除可按命令完成驱动电机的正反转、加速启动、停止等功能外，还需考虑降低功耗和体积。印制电路板布线应采用粗地线，A3972直接焊接在印制板上，可以提高电路的电气性能和散热性能。

　　A3972的外围电路简单，只需要少量的外部元器件和几根控制线就可构成一个完整的微步距驱动二相步进电机电路(见图3)。拨码开关S2用来设置桥输出的最大负载工作电流ITRIPMAX = VREF/(Range × Rs)，不同的设置VREF的值不同。如拨码开关的第一位导通，则VREF=1.25(1+R10/R11)。其中Range由控制字0决定，本文中Range值为8，Rs值为0.22Ω。

　　切换电路

　　由于自动收发卡机的设计是基于双工位(工作通道)的，所以本驱动模块内部自带电机切换电路，可以驱动分时工作的两路电机。切换部分由低功耗的MOS对管集成芯片及外围电路组成(见图4)。

　　电源(DC/DC变换)电路

　　为了使模块的控制部分有一稳定的工作环境(包括电压稳定、抗干扰等)，电源部分采用小功率DC/DC变换芯片做成24V—5V的开关稳压电源(非隔离型)，供模块内控制部分使用。另加入过压保护、电源方向保护电路，以提高可靠性，如图5所示。V1为特快速整流二极管，这里可以起到电源方向保护的作用。D1的输出电压为VOUT=1.25(1+R2/R1)，给D2提供一个相对稳定、安全的输入电压，再经过D2电压转换为VOUT=1.25(1+R4/R5)即5V。