新颖的串行控制步进电机驱动器新颖的串行控制步进电机驱动器.doc

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1、新颖的串行控制步进电机驱动器摘要：美国Allegro公司推出的A3972型串口控制器是步进电机微步距驱动专用电路。一个A3972外加一个简易CPU即可实现二相步进电机的32微步距驱动。文中介绍该电路的特点、引脚功能和工作原理，并给出A3972的典型应用电路，该电路已成功地应用在某步进电机伺服系统中。   关键词：步进电机串口控制器细分驱动1前言A3972是美国Allegro公司生产的PWM恒流控制微步距驱动二相步进电机专用驱动器。它的工作电压可达50V，驱动电流达1.5A,一个A3972即可驱动一台

2、二相步进电机。芯片内部的PWM电流控制电路可通过串行接口被设置为电流慢、快、混合衰减模式。通过电机的电流是由电路内部的6位数/模转换器（DAC）输出和外部参考电压来共同决定的，其中的6位DAC决定了输出电流有26=64个等级。因此，DAC的值每增加1，输出电流会增加最大电流I-max的1.56%。另外，A3972还能提供完善的保护措施，其中包括抑制瞬态电压、过热保护、防止电流直通、欠电压自锁等功能。2A3972的引脚排列和引脚功能A3972的引脚排列如图1所示，各个引脚的功能如下所述：引脚1（VCP

3、）：电压泵的输出电压引脚，主要用于驱动内部DMOSH桥臂的上二路DMOS管。引脚2、3（CP1、CP2）：一般在这二个引脚间接一个0.22μF的电容器。该电容器主要是为A3972内部的电压泵提供电源，电压泵的输出为引脚1（VCP）。引脚4、9（OUT1B、OUT1A）：输出引脚，每个引脚分别与电机一相绕组的二端相连。引脚5、20（LOADSUPPLY1、LOADSUPPLY2）：电机负载电源端。引脚6、7、18、19（GROUND）：接地端。引脚8、17（SENSE1、SENSE2）：在此端接1只采

4、样电阻器可检测负载电流，采样电阻（Rs）的大小与所设定的负载电流有效。引脚10、11、12（STROBE、CLOCK、DATA）：这3个引脚是A3972的串行接口，系统通过它们来控制A3972。其中STROBE为使能信号端，CLOCK为时钟信号端，DATA为数据输入信号端。   引脚13（REF）：此端的电压与采样电阻Rs及DAC决定输出电机负载电流的大小。引脚14（MUX）：闲置引脚，在实际应用电路中可悬空。引脚15（LOGICSUPPLY）：逻辑电路电压，可以为5V或3.3V。引脚16、21（O

5、UT2A、OUT2B）：输出引脚，它们分别与电机一相绕组的二端相连。引脚22（VREG）：内部产生的电压输出端，用于驱动DMOSH桥臂的下二路DMOS管。该端的电压被内部电路监控，一旦出现故障，H桥输出将被禁止。在实际应用中，VREG引脚应串接一个0.22μF的电容器到GROUND上。引脚23（SLEEP）：当该引脚为低电平时，A3972将处于睡眠状态，此时，电路消耗的电流最小，同时，H桥输出也会被禁止，串行接口也会被复位为零状态。引脚24（OSC）：外部时钟输入引脚，用作内部PWM时基，典型值为4

6、MHz。A3972可使用内部4MHz的时钟或外部时钟。如果使用内部时钟，则应将OSC引脚接地。表1Word0模式Bit功 能Bit功 能D0Wordselect=0D1H桥1，DAC，LSBD2H桥1，DAC，位2D3H桥1，DAC，位3D4H桥1，DAC，位4D5H桥1，DAC，位5D6H桥1，DAC，MSBD7H桥2，DAC，LSBD8H桥2，DAC，位2D9H桥2，DAC，位3D10H桥2，DAC，位4D11H桥2，DAC，位5D12H桥2，DAC，MSBD13H桥1相D14H桥2相D15H桥

7、1模式D16H桥2模式D17参考电压选择方式D18电流范围选择方式　　3A3972的功能对A3972的控制是通过3条串行接口线（CLOCK、DATA、STROBE）来实现的。每次发送时要传送19个bits，先传送高位D18，最后传送最低位D0。A3972有二种数据模式：Word0位设置模式和Word1位设置模式。3．1Word0位设置模式当D0=0时，A3972便进入Word0模式，各位的功能见表1，D0-D18位的含义如下：D1-D6：用于设定通过H桥1的电流等级，当全设置为0时，将禁止H桥1工作

8、，开关管关断。D7-D12：用于设定通过H桥2的电流等级，当全设置为0时，将禁止H桥2工作，开关管关断。D13：决定通过负载绕组1的电流方向。为0，表示电流从OUT1B流向OUT1A；为1，则表示电流从OUT1A流向OUT1B。   D14：决定通过负载绕组2的电流方向，为0，表示电流从OUT2B流向OUT2A；为1，则表示电流从OUT2A流向OUT2B。D15：决定H桥1电流衰减模式，为0，表示A3972设置成混合衰减模式；为1，则表示设置成慢衰减模式。D16：决定