l297步进电机驱动电路

『壹』 寻L297+MOS管步进电机驱动电路图

概述

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。本设计选用第三种方案，用PMM8713三相或四相步进电机的脉冲分配器、SI-7300A两相或四相功率驱动器，组成四相步进电机功率驱动电路，以提高集成度和可靠性，步进电机控制框图见图1。

图1 步进电机控制系统框图

硬件简介

● PMM8713原理框图及功能

PMM8713是日本三洋电机公司生产的步进电机脉冲分配器，适用于控制三相或四相步进电机。控制三相或四相步进电机时都可以选择3种励磁方式，每相最小吸入与拉出电流为20mA，它不仅满足后级功率放大器的输入要求，而且在其所有输入端上均内嵌施密特触发电路，抗干扰能力强，其原理框图如图2所示。

图2 PMM8713的原理框图

在PMM8713的内部电路中，时钟选通部分用于设定步进电机的正反转脉冲输入发。PMM8713有两种脉冲输入法：双脉冲输入法和单脉冲输入法。采用双脉冲输入法时，CP、CU两端分别输入步进电机正反转的控制脉冲。当采用单脉冲输入时，步进电机的正反转方向由U/D的高、低电位决定。

激励方式控制电路用来选择采用何种励磁方式。激励方式判断电路用于输出检测；而可逆环形计数器则用于产生步进电机在选定的励磁方式下的各相通断时序信号。

● SI-7300A的结构及功率驱动原理

SI-7300A是日本三青公司生产的高性能步进电机集成功率放大器，该器件为单极性四相驱动，采用SIP18封装。

步进电机功率驱动级电路可分为电压和电流两种驱动方式。电流驱动方式最常用的是PWM恒流斩波驱动电路，也是最常用的高性能驱动方式，其中一相的等效电路图如图3所示。

图3 LM331电压/频率变换电路

● LM331芯片

LM331是美国国家半导体公司生产的双列直插式8脚芯片，只需接入几个外部元件就可以方便地构成电压/频率(V/F)变换电路，电路如图4所示。

图4 四相步进电机功率驱动电路

LM331的输出频率和输入电压存在如下关系：f0=Vi/(IRt1RL)，其中t1由外接的定时元件Rt和Ct决定，t1＝1.1RtCt，IR由内部精密电流源提供，IR＝1.9V/RS。故f0=ViRS/(2.09RtRLCt)。RS为可调电阻，它的作用是调整LM331的增益偏差。Ct为滤波电容，一般为? 0.01～0.1μF，在滤波效果较好的情况下，可使用1μF的电容。为了提高精度和稳定度，组容元件选用低温度系数的器件。

应用举例

用PMM8713步进电机环形分配器与SI7300A步进电机功率放大器设计了一个四相步进电机功率驱动电路，PMM8713采取单脉冲输入、1-2相励磁方式，电路如图5所示。图中PD控制端为SI7300A的输入电流I0调节端，可悬空或接高电平，接高电平时可适当提高SI7300A的输出电流I0，在本应用系统中悬空使用。图中PMM8713的时钟脉冲输入信号由LM331(V/F)输出，方向控制信号和步进电机的起停信号由窗口比较电路给出。

图5 窗口比较电路

窗口比较电路为步进电机提供方向控制信号和步进电机的起停控制信号，电路如图6所示。其中，U1、U2为数控等离子切割机弧压的上、下限电压，Ui为检测到的弧压。当Ui>U1，V3输出为高电平，V4输出为低电平，V5输出为高电平；当U2

方向控制信号V3或V4输出端接PMM8713的C/D，控制步进电机的正反转；U5输出端接PMM8713的复位端R，控制步进电机的起停。LMM331(V/F)输出端f0接PMM8713的CK，为步进电机提供脉冲控制信号。由此可见，当U2U1或者Ui

结束语

该驱动电路被用于数控等离子切割机弧压自动调高系统中，系统中的电机是42BYG009型混合式步进电机，驱动电压为直流24V。通过实践证明该步进电机功率驱动电路控制系统结构简单、性能稳定、效率高、矩频特性好，可广泛应用于小型机电一体化设备中.

http://part.newmaker.com/art_22699.html

『贰』 步进电机单片机控制系统

由于不知道怎么发图片，没有图片。如果想要你采用我的回答，你发EMAIL到[email protected]我回复你。同时再给你1-2篇关于步进电机驱动的论文和资料。希望对你有所帮助

基于L297/L298芯片步进电机的单片机控制
1 引言
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的精密执行元件，由于步进电机具有控制方便、体积小等特点，所以在数控系统、自动生产线、自动化仪表、绘图机和计算机外围设备中得到广泛应用。微电子学的迅速发展和微型计算机的普及与应用，为步进电动机的应用开辟了广阔前景，使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现，既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性，可靠性及多功能性。市场上有很多现成的步进电机控制机构，但价格都偏高。应用SGS公司推出的L297和L298两芯片可方便的组成步进电机驱动器，并结合AT89C52单片机进行控制，即可以实现用相对便宜的价格组成一个性能不错的步进电机驱动电路。
2 工作原理
由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件，它不能直接接到交直流电源上，而必须使用专用设备-步进电机控制驱动器 典型步进电机控制系统如图1所示：控制器可以发出脉冲频率从几赫兹到几十千赫兹可以连续变化的脉冲信号，它为环形分配器提供脉冲序列。环形分配器的主要功能是把来自控制环节的脉冲序列按一定的规律分配后，经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输人端，以驱动步进电机的转动。环形分配器主要有两大类：一类是用计算机软件设计的方法实现环分器要求的功能，通常称软环形分配器。另一类是用硬件构成的环形分配器，通常称为硬环形分配器。功率放大器主要对环形分配器的较小输出信号进行放大.以达到驱动步进电机目的。

图1 典型步进电机控制框图
3 硬件组成
文中所控制的步进电机是四相单极式35BY48HJ120减速步进电动机。本文所设计的步进电机控制驱动器的框图如图2所示。它由AT89C52单片机、光电耦和器、集成芯片L297和L298组成。AT89C52是美国ATMEL的低电压、高性能8位CMOS单片机。片内置8K字节可重复擦写的
Flash闪速存储器。256字节RAM。3个16位定时器.可编程串行UART通道。对完成步进电机的简单控制已足以胜任。

图2 本文提出的步进电机控制驱动器框图
L297是步进电动机控制器(包括环形分配器)。L298是双H桥式驱动器。它们所组成的微处理器至双桥式步进电动机的接口如图3所示。这种方式结合的优点是，需要的元件很少.从而使得装配成本低，可靠性高和占空间少。并且通过软件开发。可以简化和减轻微型计算机的负担。另外，L297和L298都是独立的芯片.所以应用是十分灵活的。

L297芯片是一种硬件环分集成芯片.它可产生四相驱动信号，用于计算机控制的两相双极或四相单极步进电机 它的心脏部分是一组译码器它能产生各种所需的相序.这一部分是由两种输入模式控制，方向控制(CW/CCW) 和HALF/FULL 以及步进式时钟CLOCK.它将译码器从一阶梯推进至另一阶梯。译码器有四个输出点连接到输出逻辑部分，提供抑制和斩波功能所需的相序。因此L297能产生三种相序信号，对应于三种不同的工作方式：即半步方式(HALF STEP)；基本步距(FULL STEP，整步)一相激励方式；基本步距两相激励方式。脉冲分配器内部是一个3bit可逆计数器，加上一些组合逻辑.产生每周期8步格雷码时序信号，这也就是半步工作方式的时序信号。此时HALF/FULL信号为高电。若HALF/FULL取低电平，得到基本步距工作方式。即双四拍全阶梯工作方式。
L297另一个重要组成是由两个PWM 斩波器来控制相绕组电流，实现恒流斩波控制以获得良好的矩频特性。每个斩波器由一个比较器、一个RS触发器和外接采样电阻组成，并设有一个公用振荡器，向两个斩波器提供触发脉冲信号。图3中，频率f是由外接16脚的RC网络决定的， 当R>10kΩ 时，f=1/0.69RC。当时钟振荡器脉冲使触发器置1，电机绕组相电流上升，采样电阻的R 上电压上升到基准电压Uref时，比
较器翻转，使触发器复位，功率晶体管关断，电流下降，等待下一个振荡脉冲的到来。这样，触发器输出的是恒频PWM信号，调制L297的输出信号，绕组相电流峰值由Uref确定。L297的CONTROL端的输入决定斩波器对相位线A、B、C、D或抑制线INH1和INH2起作用。CONTROL为高电平时，对A、B、C、D有控制作用；而为低电平时，则对INH1和INH2起控制作用，从而可对电动机转向和转矩进行控制。
L298芯片是一种高压、大电流双全桥式驱动器，其设计是为接受标准TTL逻辑电平信号和驱动电感负载的，例如继电器、圆筒形线圈、直流电动机和步进电动机 具有两抑制输入来使器件不受输入信号影响。每桥的三级管的射极是连接在一起的，相应外接线端可用来连接外设传感电阻。可安置另一输入电源，使逻辑能在低电压下工作。L298芯片是具有15个引出脚的多瓦数直插式封装的集成芯片。
图3中.AT89C52通过串口经MAX232电平转换之后与微机相连.接受上位机指令。向L297发出时钟信号、正反转信号、复位信号及使能控制等信号。电路中，电阻R13，R15用来调节斩波器电路的参考电压，该电压将与通过管脚13，14所反馈的电位的大小比较，来确定是否进行斩波控制，以达到控制电机绕组电流峰值、保护步进电机的目的
由于L297内部带有斩波恒流电路，绕组相电流峰值由Uref确定。当采用两片L297通过L298分别驱动步进电机的两绕组，且通过两个D/A转换器改变每相绕组的Uref时，即组成了步进电机细分驱动电路。另外，为了有效地抑制电磁干扰，提高系统的可靠性，在单片机与步进电动机驱动回路中利用两个16引脚光电耦合器件TLP521-4组成如图3所示的隔离电路。其作用是切断了单片机与步进电动机驱动回路之间电的直接联系，实现了单片机与驱动回路系统地线的分别联接.防止处于大电流感性负载下工作的驱动电路产生的干扰信号以及电网负载突变产生的干扰信号通过线路串入单片机，影响单片机的正常工作。
4 软件组成
在该电路中，将P1.0口设为电机开始按钮，P1.1,P1.2,P1.3为速度选择按钮。速度由低到高，P1.4为电机停止按钮。并设三档速度的最高速度依次为500pps、1000pps、2000pps 。RXD，TXD 已由MAX232电平转换接出串口。此外，步进电机其启动，停止的频率较低，一般在100-250Hz之间，而最高运行频率要求较高。通常为1-3kHz，为使其在启动、运行和停止整个过程中，既不会失步，又能够尽快精确地达到目标位置，运行速度都要有一个加速一恒速减速的过程。这里采用常用的离散办法来逼近理想的近似梯形的升降速曲线，如图5所示。即利用定时器中断方式来不断改变定时器装载值的大小.

本例中.为计算方便，把各离散点的速度所需的装载值用公式转化为各自所需的定时时间固化在系统的ROM 中，这里用TH0=(65536-time)/256，TL0=(65536-time)％256来计算装载值，time表示各阶梯所需定时时间。系统在运行中用查表法查出所需的时间，从而大幅度减少占用CPU的时间，提高系统的相应速度。因此.该程序主要由控制主程序、加减速子程序组成，主程序框图如图4所示。

5 结论
本文创新点在于提出应用单片机和L297、L298集成电路构成步进电机控制驱动器。使之具有元件少.可靠性高、占空间少、装配成本低等优点。通过软件开发，可以简化和减轻微型计算机的负担。另外。在上面提出的在加减速程序中定时器的装载值用式子计算不精确，这两条赋值要执行不少的时间.具体做的时候.可直接把初值计算出来或把除号用相加来计算.以达到精确的目的。

『叁』 如何配用步进电机驱动器

选择什么型号的步进驱动器，需考虑以下几方面的因素：1、步进电机的工作电流；2、电源的工作电压；3、控制信号的有效沿是什么；4、控制频率是多少；5、细分值是多少；6、电机工作在高速区还是低速区。建议选择数字式步进驱动器，是步进驱动器的发展方向，性价比也高，不挑电机。

『肆』 步进电机驱动芯片“L297/298”和“ULN2003”有什么区别

说得通俗uln2003相当于继电器的作用，例如7个继电器的一端连某电压[也即uln2003电源电压]（<50）在一起，而另一端作为则作为输出，又好如一个二极管，只不过因电路集成功能的因素，输出的电压等同于uln2003的电压罢了，常用于步进电机。

l298/7可以为负载提供双向的电流。适合驱动2相或4相的步进电机和直流电机,特是当驱动电机的方向要改变时，只须把原来电机方向的电位置反即可（如下图port1/port2电平一高一低控制电机B；port3/port4电平一高一低控制电机A，电平改变时电机的方向也随即改变，而Apwm/Bpwm则分别控制电机AB的速度），而uln2003则须要重新改变电图上的接线或外加器件接成h桥电路才行。

『伍』 L298和L297有什么区别

L298是两通道直流电机驱动电路；L297是步进电机前级驱动电路，与L298搭配使用能组成步进电机驱动器。封装不一样。具体资料：
http://www.ic37.com/htm_pdf/default.htm

『陆』 请教各位大虾，谁有L298N,L297组成步进电机驱动器电路的相关资料

L298N型驱动器的原理及应用

L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。其引脚排列如图1中U4所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信

表1 1298N的逻辑功能

ENA(B)
INl(IN3)
IN2(IN4)
电机运行情况

H
H
L
正转

H
L
H
反转

H
同IN2(IN4)
同INl(IN3)
快速停止

L
X
X
停止
http://www.cynh.com/bbs/ShowPost.asp?menu=Next&ForumID=27&ThreadID=16997

『柒』 L297,L298正常工作,步进电机不转动,是什么原因啊

检查主要原因有以下三点：
1、电机力矩是否足够大，能否带动负载，因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大 50%~100% 的电机，因为步进电机不能过负载运行，哪怕是瞬间，都会造成失步，严重时停转或不规则原地反复动。
2、上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大（一般要 >10mA ），以使光耦稳定导通，输入的频率是否过高，导致接收不到，如果上位控制器的输出电路是 CMOS 电路，则也要选用 CMOS 输入型的驱动器。L297,L298正常工作,步进电机不转，多半是电机引线接错了，如果电机引线接错电机应会振动。第一、A、B两相没接错时，互调其中一相由两根线就应该会转。第二、L298的OUT1、OUT2应接电机的A相，OUT3、OUT4接电机的B相。对调了也行，只是方问相反。怕的是OUT1接的是A+或A-、OUT2接B+或B-。
3、启动频率是否太高，在启动程序上是否设置了加速过程，最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率，哪怕加速时间很短，否则可能就不稳定，甚至处于惰态。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

『捌』 控制步进电机时，l298n为什么要跟L297连用这样有什么好处

严格来说，L298只是一个由两个独立半桥组成的全桥电路．它既可驱动两只有刷电机(需要正反转时)，也可驱动一只两相步进电机。
而L297是一款步进脉冲时序分配器，它可驱动任何两个半桥和一组全桥电路(含分立元件半桥全桥)。
同样，L298也可由单片机、其它脉冲时序分配电路驱动．而L297、L298组成的步进电机驱动电路，无论对硬件的系统集成和控制软件，都是省时省力的事，因为组合后每只步进电机只需步进脉冲、正反转两个信号便行。

『玖』 用L298和L297驱动步进电机的电路图

使用L297-L298的两相双极性或单极性四相步进电机与控制电路(舞台上允许的最大电流为2 A)。这种集成电机驱动器产生控制信号双定子，并允许选择的行驶方向和执行一个完整的一步或半步，通过适当的规划它的输入，TTL compatible.Control当前的好成绩，因为它允许步进电机比，允许连接到高电压命令电压。

内部振荡器在每个周期开始时设置一个触发器，当定子绕组接通电源时，在一个系统中使用更多的电路和电机控制，同步控制L297振荡器需要。它很容易通过安装一个控制面板组件的P2，R11和C1，并应用在其他板的SYNC引脚输出同步信号。

电路的另一个组成部分，IC3的分频器，旨在提供时钟信号时，可以进行编程，计算机输出转移到步频需要。一个给定的信号从控制L297同步分配器，跳线K1块的订购周期可以选择7可用的时钟频率(频率步长)。5和40 V电源不应稳定，但需要筛选。最高频率与电压的步骤增加，但不超过其上限的40 V 的电流与P1的调整。

『拾』 单片机8051与L298、电动机（马达）如何接线

如图~所示这是和两个直流电机的连接图也可以换成步进电机L298N可以控制一个步进电机或两个直流电机~