一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种超静音步进电机驱动电路，特别是涉及一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路，属于超静音步进电机驱动电路技术领域。


背景技术：

2.现有技术中的步进电机驱动电路其主控模块并不能准确的判断电机走了多少步数，导致在主控模块对数据分析时候也出现问题，另外现有技术中的步进电机驱动电路其主控模块容易受到外界信号的干扰导致主控模块对信号的识别有误，其次选用的步进电机驱动电路在驱动电机的时候会使其电机运行不稳定产生比较大的噪音，也因此有一些减少噪音的电机罩，但本质还是电流不稳定因素导致的，为此设计一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路来优化上述问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是为了提供一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路，采用主控芯片gd32f103c8t6通过pb12 pb13 pb14 pb15这几个管脚与磁编码芯片as5047进行spi通讯可以读出里面的信息，这样就可以获取电机的运行信息包含正转反转 速度 等信息。然后根据单片机发给的脉冲和磁编码芯片as5047返回来的信息判断是否失步等操作，当电机轴上面磁铁转动的时候会让他产生信号从而精确的记录位置信息，74ahct2g125dp-q10h是为了增加主控芯片输出信号的驱动能力让该信号有20ma的驱动能力，这样可以方便驱动外面设备，并且信号可以远距离传输，mocd217r2m属于隔离光耦，他可以将外面的信号隔离后给主控芯片，这样可以防止外面信号对主控芯片损坏。当外面的触发信号是电平信号时，输入电平信号不要超过5v。如果超过5v需要串联电阻，状态指示灯可以将设备运行的状态全部表示出来，步进电机驱动模块可以驱动4.5a的步进电机运行。使用的是tmc5160超静音驱动芯片。该芯片外挂mos管可以做到很大电流的驱动能力。tmc5160有超静音和高速模式。在低速运行情况下可以有很好的静音效果。
4.本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：
5.一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路，包括主控模块，所述主控模块分别电性连接485/can通讯模块、指示模块、磁编码模块、步进电机驱动模块、信号输出模块、信号输入模块和电源模块；
6.其中步进电机驱动模块采用tmc5160超静音驱动芯片；
7.该tmc5160超静音驱动芯片外接mos管模块；
8.磁编码模块采用as5047磁编传感器；
9.该as5047磁编传感器位于步进电机上，步进电机输出轴后端处嵌有双极性磁铁，且as5047磁编传感器和磁铁中心处对齐。
10.优选的，主控模块包括主控芯片，主控芯片gd32f103c8t6，主控芯片gd32f103c8t6的pbo接口电性连接电阻r46的一端，且电阻r46的另一端电性连接电阻r47的一端以及电阻
r48的一端，电阻r48的另一端接地，电阻r47的另一端外接vcc-24v电源，主控芯片gd32f103c8t6的vdd端电性连接vcc-3.3v电源，且主控芯片gd32f103c8t6的vdd端电性连接主控芯片gd32f103c8t6的vbat端，主控芯片gd32f103c8t6的osc-in端电性连接电阻r12的一端、晶振器x1的一端和电容c8的一端，主控芯片gd32f103c8t6的osc-out端电性连接电阻r12的另一端、晶振器x1的另一端和电容c9的一端，电容c9的另一端与电容c8的另一端接地。
11.优选的，步进电机驱动模块包括tmc5160超静音驱动芯片，tmc5160超静音驱动芯片的12vout接线端串联一组电容后接地，tmc5160超静音驱动芯片的vsa接线端电性连接电容c29的一端和电源vm，电容c29的另一端接地，tmc5160超静音驱动芯片的5vout接线端串联一组电容接地，tmc5160超静音驱动芯片的19接线端电性连接电容c36的一端，且电容c36的另一端电性连接vcc3.3v电源、tmc5160超静音驱动芯片的20和22接线端，tmc5160超静音驱动芯片的34接线端电性连接电容c28的一端，且电容c28的另一端连接vm端，tmc5160超静音驱动芯片的32接线端电性连接电容c31的一端，电容c31的另一端接tmc5160超静音驱动芯片的31接线端，tmc5160超静音驱动芯片的vcc接线端电性连接电阻r26的一端和电容c34的一端，电容c34的另一端接地，电阻r26的另一端连接5v电源，tmc5160超静音驱动芯片的7和8接线端以及9和10接线端分别连接一组mos管模块。
12.优选的，mos管模块设有两组且电路构造相同，其中一组包括mos管q1和mos管q2，mos管q1的1接线端电性连接电阻r21的一端、电阻r22的一端和mos管q2的3接线端，mos管q1的2接线端连接电阻r20的一端，且电阻r20的另一端连接tmc5160超静音驱动芯片的la2接线端，mos管q1的3接线端连接电容c19的一端、mos管q1的8和7接线端，且电容c19的另一端连接tmc5160超静音驱动芯片的ca2接线端，mos管q1的4接线端连接电阻r19的一端，且电阻r19的另一端连接tmc5160超静音驱动芯片的ha2接线端，mos管q1的5接线端电性连接mos管q1的6接线端、电源vm、电容c17的一端，且电容c17的另一端接地，mos管q2的1接线端电性连接电容c26的一端，mos管q2的5和6接线端，mos管q2的2接线端连接电阻r25的一端，且电阻r25的另一端接tmc5160超静音驱动芯片的ha1端，mos管q2的4接线端电性连接电阻r24的一端，电阻r24的另一端连接tmc5160超静音驱动芯片的la1端，mos管q2的7和8接线端连接电容c20的一端，电容c20的另一端接地，电阻r22的另一端电性连接电阻r23的一端，且r23的另一端电性连接tmc5160超静音驱动芯片的sral端，电阻r21的另一端电性连接tmc5160超静音驱动芯片的srah端。
13.优选的，指示模块包括发光二极管led2、发光二极管led3、电阻r7和电阻r8，发光二极管led2的阳极与发光二极管led3的阳极电性连接电源vcc3.3v，发光二极管led2的阴极电性连接电阻r7的一端，电阻r7的另一端电性连接主控芯片gd32f103c8t6的led1接线端，led3的阴极电性连接电阻r8的一端，且电阻r8的另一端电性连接主控芯片gd32f103c8t6的led2接线端。
14.优选的，信号输入模块包括光电隔离器u1，电隔离器u1的1接线端电性连接电阻r3的一端和二极管d4的阴极，电阻r3的另一端电性连接电容c40的一端和接头p2的7接线端，电隔离器u1的2接线端电性连接二极管d4的阳极和电容c40的另一端以及接地，电隔离器u1的3接线端电性连接电阻r5的一端和二极管d5的阴极，电隔离器u1的的4接线端电性连接二极管d5的阳极和电容c41的另一端以及接地，电阻r5的另一端连接电容c41的一端和接头p2
的8接线端，电隔离器u1的5接线端电性连接电容c42的一端和接地，电隔离器u1的6接线端电性连接电容c42的另一端、电阻r6的一端和主控芯片gd32f103c8t6的pb1的接线端，电隔离器u1的7接线端电性连接电容c1的一端和接地，电隔离器u1的的8接线端电性连接电容c1的另一端、电阻r4的一端和主控芯片gd32f103c8t6的pb9端，电阻r4的另一端连接电源vcc3.3v。
15.优选的，主控芯片gd32f103c8t6还连接有信号增强驱动模块，且信号增强驱动模块包括74ahct2g125dp-q10h驱动芯片，74ahct2g125dp-q10h驱动芯片2接线通过串联电阻r10与主控芯片gd32f103c8t6的mcu-out1接线端连接，74ahct2g125dp-q10h驱动芯片的3接线端通过串联电阻r13与接头p2的6接线端连接，74ahct2g125dp-q10h驱动芯片的8接线端电性连接电源vcc3.3v和电容c6的一端，电容c6的另一端接地，74ahct2g125dp-q10h驱动芯片的5接线端通过串联电阻r11电性连接主控芯片gd32f103c8t6的mcu-out2端，74ahct2g125dp-q10h驱动芯片的6接线端通过串联电阻r44电性连接接头p2的4接线端。
16.优选的，磁编码模块包括磁编码芯片as5047，磁编码芯片as5047的1、2、3和4接线端与主控芯片gd32f103c8t6的25、26、27和28接口电性连接。
17.本实用新型的有益技术效果：
18.本实用新型提供的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路，采用主控芯片gd32f103c8t6通过pb12 pb13 pb14 pb15这几个管脚与磁编码芯片as5047进行spi通讯可以读出里面的信息，这样就可以获取电机的运行信息包含正转反转 速度 等信息。然后根据单片机发给的脉冲和磁编码芯片as5047返回来的信息判断是否失步等操作，当电机轴上面磁铁转动的时候会让他产生信号从而精确的记录位置信息，74ahct2g125dp-q10h是为了增加主控芯片输出信号的驱动能力让该信号又20ma的驱动能力，这样可以方便驱动外面设备，并且信号可以远距离传输，mocd217r2m属于隔离光耦，他可以将外面的信号隔离后给主控芯片，这样可以防止外面信号对主控芯片损坏。比如外面的触电信号或者电平信号，如果是电平信号不要超过5v如果超过5v需要串联电阻，状态指示灯可以将设备运行的状态全部表示出来，步进电机驱动模块可以驱动4.5a的步进电机运行。使用的是tmc5160超静音驱动芯片。该芯片外挂mos管可以做到很大电流的驱动能力。tmc5160有超静音和高速模式。在低速运行情况下可以有很好的静音效果。
附图说明
19.图1为按照本实用新型的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路的一优选实施例的系统图；
20.图2为按照本实用新型的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路的一优选实施例的主控芯片电路图；
21.图3为按照本实用新型的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路的一优选实施例的信号输入模块电路图；
22.图4为按照本实用新型的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路的一优选实施例的信号输出模块电路图；
23.图5为按照本实用新型的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路的一优选实施例的接头电路图；
24.图6为按照本实用新型的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路的一优选实施例的磁编码模块电路图；
25.图7为按照本实用新型的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路的一优选实施例的指示模块电路图；
26.图8为按照本实用新型的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路的一优选实施例的步进电机驱动模块电路图；
27.图9为按照本实用新型的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路的一优选实施例的mos管模块电路图。
具体实施方式
28.为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
29.如图1-图9所示，本实施例提供的一种带电机圈数反馈的超静音步进电机驱动电路，包括主控模块，所述主控模块分别电性连接485/can通讯模块、指示模块、磁编码模块、步进电机驱动模块、信号输出模块、信号输入模块和电源模块；
30.其中步进电机驱动模块采用tmc5160超静音驱动芯片；
31.该tmc5160超静音驱动芯片外接mos管模块；
32.磁编码模块采用as5047磁编传感器；
33.该as5047磁编传感器位于步进电机上，步进电机输出轴后端处设有磁铁，且as5047磁编传感器和磁铁中心处对齐。
34.采用主控芯片gd32f103c8t6通过pb12 pb13 pb14 pb15这几个管脚与磁编码芯片as5047进行spi通讯可以读出里面的信息，这样就可以获取电机的运行信息包含正转反转 速度 等信息。然后根据单片机发给的脉冲和磁编码芯片as5047返回来的信息判断是否失步等操作，当电机轴上面磁铁转动的时候会让他产生信号从而精确的记录位置信息，74ahct2g125dp-q10h是为了增加主控芯片输出信号的驱动能力让该信号又20ma的驱动能力，这样可以方便驱动外面设备，并且信号可以远距离传输，mocd217r2m属于隔离光耦，他可以将外面的信号隔离后给主控芯片，这样可以防止外面信号对主控芯片损坏。比如外面的触电信号或者电平信号，如果是电平信号不要超过5v如果超过5v需要串联电阻，状态指示灯可以将设备运行的状态全部表示出来，步进电机驱动模块可以驱动4.5a的步进电机运行。使用的是tmc5160超静音驱动芯片。该芯片外挂mos管可以做到很大电流的驱动能力。tmc5160有超静音和高速模式。在低速运行情况下可以有很好的静音效果。
35.在本实施例中，主控模块包括主控芯片，主控芯片gd32f103c8t6，主控芯片gd32f103c8t6的pbo接口电性连接电阻r46的一端，且电阻r46的另一端电性连接电阻r47的一端以及电阻r48的一端，电阻r48的另一端接地，电阻r47的另一端外接vcc-24v电源，主控芯片gd32f103c8t6的vdd端电性连接vcc-3.3v电源，且主控芯片gd32f103c8t6的vdd端电性连接主控芯片gd32f103c8t6的vbat端，主控芯片gd32f103c8t6的osc-in端电性连接电阻r12的一端、晶振器x1的一端和电容c8的一端，主控芯片gd32f103c8t6的osc-out端电性连接电阻r12的另一端、晶振器x1的另一端和电容c9的一端，电容c9的另一端与电容c8的另一端接地。
36.在本实施例中，步进电机驱动模块包括tmc5160超静音驱动芯片，tmc5160超静音驱动芯片的12vout接线端串联一组电容后接地，tmc5160超静音驱动芯片的vsa接线端电性连接电容c29的一端和电源vm，电容c29的另一端接地，tmc5160超静音驱动芯片的5vout接线端串联一组电容接地，tmc5160超静音驱动芯片的19接线端电性连接电容c36的一端，且电容c36的另一端电性连接vcc3.3v电源、tmc5160超静音驱动芯片的20和22接线端，tmc5160超静音驱动芯片的34接线端电性连接电容c28的一端，且电容c28的另一端连接vm端，tmc5160超静音驱动芯片的32接线端电性连接电容c31的一端，电容c31的另一端接tmc5160超静音驱动芯片的31接线端，tmc5160超静音驱动芯片的vcc接线端电性连接电阻r26的一端和电容c34的一端，电容c34的另一端接地，电阻r26的另一端连接5v电源，tmc5160超静音驱动芯片的7和8接线端以及9和10接线端分别连接一组mos管模块。
37.在本实施例中，mos管模块设有两组且电路构造相同，其中一组包括mos管q1和mos管q2，mos管q1的1接线端电性连接电阻r21的一端、电阻r22的一端和mos管q2的3接线端，mos管q1的2接线端连接电阻r20的一端，且电阻r20的另一端连接tmc5160超静音驱动芯片的la2接线端，mos管q1的3接线端连接电容c19的一端、mos管q1的8和7接线端，且电容c19的另一端连接tmc5160超静音驱动芯片的ca2接线端，mos管q1的4接线端连接电阻r19的一端，且电阻r19的另一端连接tmc5160超静音驱动芯片的ha2接线端，mos管q1的5接线端电性连接mos管q1的6接线端、电源vm、电容c17的一端，且电容c17的另一端接地，mos管q2的1接线端电性连接电容c26的一端，mos管q2的5和6接线端，mos管q2的2接线端连接电阻r25的一端，且电阻r25的另一端接tmc5160超静音驱动芯片的ha1端，mos管q2的4接线端电性连接电阻r24的一端，电阻r24的另一端连接tmc5160超静音驱动芯片的la1端，mos管q2的7和8接线端连接电容c20的一端，电容c20的另一端接地，电阻r22的另一端电性连接电阻r23的一端，且r23的另一端电性连接tmc5160超静音驱动芯片的sral端，电阻r21的另一端电性连接tmc5160超静音驱动芯片的srah端。
38.在本实施例中，指示模块包括发光二极管led2、发光二极管led3、电阻r7和电阻r8，发光二极管led2的阳极与发光二极管led3的阳极电性连接电源vcc3.3v，发光二极管led2的阴极电性连接电阻r7的一端，电阻r7的另一端电性连接主控芯片gd32f103c8t6的led1接线端，led3的阴极电性连接电阻r8的一端，且电阻r8的另一端电性连接主控芯片gd32f103c8t6的led2接线端。
39.在本实施例中，信号输入模块包括光电隔离器u1，电隔离器u1的1接线端电性连接电阻r3的一端和二极管d4的阴极，电阻r3的另一端电性连接电容c40的一端和接头p2的7接线端，电隔离器u1的2接线端电性连接二极管d4的阳极和电容c40的另一端以及接地，电隔离器u1的3接线端电性连接电阻r5的一端和二极管d5的阴极，电隔离器u1的的4接线端电性连接二极管d5的阳极和电容c41的另一端以及接地，电阻r5的另一端连接电容c41的一端和接头p2的8接线端，电隔离器u1的5接线端电性连接电容c42的一端和接地，电隔离器u1的6接线端电性连接电容c42的另一端、电阻r6的一端和主控芯片gd32f103c8t6的pb1的接线端，电隔离器u1的7接线端电性连接电容c1的一端和接地，电隔离器u1的的8接线端电性连接电容c1的另一端、电阻r4的一端和主控芯片gd32f103c8t6的pb9端，电阻r4的另一端连接电源vcc3.3v。
40.在本实施例中，主控芯片gd32f103c8t6还连接有信号增强驱动模块，且信号增强
驱动模块包括74ahct2g125dp-q10h驱动芯片，74ahct2g125dp-q10h驱动芯片2接线通过串联电阻r10与主控芯片gd32f103c8t6的mcu-out1接线端连接，74ahct2g125dp-q10h驱动芯片的3接线端通过串联电阻r13与接头p2的6接线端连接，74ahct2g125dp-q10h驱动芯片的8接线端电性连接电源vcc3.3v和电容c6的一端，电容c6的另一端接地，74ahct2g125dp-q10h驱动芯片的5接线端通过串联电阻r11电性连接主控芯片gd32f103c8t6的mcu-out2端，74ahct2g125dp-q10h驱动芯片的6接线端通过串联电阻r44电性连接接头p2的4接线端。
41.在本实施例中，磁编码模块包括磁编码芯片as5047，磁编码芯片as5047的1、2、3和4接线端与主控芯片gd32f103c8t6的25、26、27和28接口电性连接。
42.以上所述，仅为本实用新型进一步的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。