基于A3972的步進電機驅動模塊設計

　　A3972控制芯片

　　A3972是Allegro公司的64細分雙DMOS全橋微步距PWM步進電機驅動集成電路，CPU可通過時鐘、數據、選通3線串口對其進行控制，包括步進電機的方向、速度、步進法(細分)的設置。控制指令以串行數據形式通過兩個字的格式寫入，一個為橋電流數據字，一個為控制時間數據字。它的工作電壓可達50V，驅動電流達1.5A，一個A3972即可驅動一臺二相步進電機。

　　A3972具有優良的特性，芯片內部的SPWM電流控制電路可通過串口設置其工作在整步、半步、1/4步等，最多可至1/64步，每一步的負載電流可以按最大值的1.56%增量進行設置。其特有的電流慢、快、混合等3種電流衰減模式可以使步進電機工作在不同的負載和轉速下，而且都能獲得較理想的電流波形。另外，它易于與單片機接口，控制方式靈活。

　　A3972的功率驅動采用DMOS結構及高速SPWM開關模式，因此功耗極小，基本可不用散熱器，可降低成本(去除散熱器)和體積。

　　A3972還能提供完善的保護措施，其中包括抑制瞬態電壓、過熱保護、防止電流直通、欠電壓自鎖等功能。因此，A3972不失為一種高性能的串行控制步進電機微步距驅動器。

　　系統硬件設計

　　本步進電機驅動模塊的設計是應用于本研究所研發的自動收發卡機的收發卡機構。根據使用需求，整體系統的硬件設計，大致可以分為控制部分、驅動部分、切換部分及電源部分。

　　如圖1所示，系統主要由控制、驅動、切換及電源四部分組成。

　　控制電路

　　控制接口由三種控制信號組成，分別是方向控制信號、使能控制信號及切換控制信號。實際應用中按需要給出這三種控制信號的高低電平(5V)即可方便、有效地控制電機的運轉。

　　控制部分的核心是單片機及其控制軟件，通過光隔電路接收由自動收發卡機主控器給出的各種控制命令，結合細分選擇開關的設置，按需求通過3線串行接口控制著步進電機的細分倍數、運行脈沖頻率、正反轉、運行速度、單次運行線位移、啟停以及切換不同工位電機等。

　　該部分電路主要由單片機及其外圍電路組成(見圖2)。單片機選擇8051 單片機STC12C4052，具有速度高、可靠性高、在系統可編程等優點。S1撥碼開關為細分選擇開關，根據S1的值可通過串口(STR、CLK、DATA)設置電機工作在整步、半步、1/4步、1/8步、1/16步、1/32、1/64等多種方式下。