0 导言
当时，步进电机现已在工业使用，如主动剥线机、工业机器人、雕刻机、植毛机作业台等涉及到准确定位的场合，得到广泛的使用。常用的步进电机操控体系由驱动模块和操控器模块组成。驱动模块完结功率扩大，操控器模块用于发生电机滚动的操控信号，上述操控办法将会很多占用操控中心的资源，影响操控体系的实时性及灵敏性。本文规划的步进电机驱动器，将操控电路和驱动模电路集成在同一个模块上，削减体系中主控中心的担负，进步体系的实时性、可靠性，能够使体系规划变得愈加灵敏、便利。
1 CAN中继器硬件的规划
1.1 体系的硬件结构
本文规划的根据CAN总线的一体化两相步进电机驱动器体系框图如图1所示，包含CAN收发器L9616、MCU STM32F103C6、光耦阻隔、驱动芯片SLA7033M、温度传感器和D/A转化。CAN收发器L9616接纳主控中心发送过来的帧数据包后，再把数据包发送给MCU。STM32F103C6是一体化步进电机驱动器的中心，担任对CAN收发器L9616传送过来的数据包进行解析，一起做出相应的操作，生成对应的驱动信号和滚动方向；另一面MCU操控高精度D/A转化器，经D/A转化输出的电压送给驱动芯片SLA7033M，使SLA7033M输出电流安稳，一起在SLA7033M的输出端参加采样电阻，MCU实时监控SLA7033M的输出电流，当输出电流大于阈值时，封闭驱动信号，维护芯片SLA7033M；别的MCU还对加在芯片SLA7033M上面的散热器进行温度实时监控，当散热片上的温度超越预设值时封闭驱动信号，起维护SLA7033M的效果。MCU对SLA7033M的输出电流进行采样以及对温度实时监控，有效地维护了SLA7033M，使SLA7033M作业的寿数愈加长，作业愈加安稳。因为MCU输出的信号归于弱的信号，而SLA70 33M输出的信号是大电压大电流信号，为了保证MCU正常作业，选用光耦阻隔，使操控信号与驱动信号别离，一起操控和驱动两部分的电路选用独立的电源供电，它们之间互不搅扰，信号通过光耦传输。
1.2 STM32F105微操控器
STM32F105是根据最新ARM V7.0内核Cortex-M3的32位闪存微操控器，这是一款专为嵌入式使用而开发的内核，带有用于电机操控的PWM输出，特别适合在电机操控场合的使用。STM32F10内置CAN收发FIFO，能够下降选用外置CAN操控器的本钱以及进步体系的安稳性。STM32F103具有较大容量的FLASH和RAM，以及丰厚的外设，因而选用STM32F103作为主控芯片能够便利地完结CAN数据收发、A/D转化、D/A转化、PWM输出等。
1.3 CAN收发电路
CAN收发器选用ST公司的L9616。终端匹配电阻选用跳线的方法供用户装置时自行挑选。在差分信号线上并上瞬态按捺二极管，能够起到对L9616的I/O的维护效果。光电阻隔部分选用最高转化速率可达10Mbit/s的高速光耦6N137，电阻R2、R5起到限流效果。VCC5_1是由DC/DC阻隔电源独自发生的5V电压。
1.4 电源电路
步进电机选用5V供电。用开关稳压集成芯片LM2596替代传统的三段稳压器，仅需求很少的外围器材即可构成高效的稳压电路且不需加散热片。LM2576发生的5V电压供应电机驱动芯片，主控CPU作业所需的3.3V电压由LDO芯片LM1117-3.3发生。CAN收发电路独自供电的DC/DC电路选用阻隔电源模块，使驱动器和和CAN总线接口完结彻底的电气阻隔。
1.5 光电阻隔电路
连接在操控芯片与驱动芯片之间的光耦阻隔电路，主芯片担任发生驱动芯片需求的操控信号。当输入端为高电平韶光耦中的光敏二极管导通，一起光敏三极管也导通，使对应的输出端也为高电平。使用了光耦阻隔，使得驱动电路的高压电路与操控电路的低压电路彻底阻隔，互不搅扰，进步了体系的抗搅扰才能和安稳性。
1.6 SLA7033M驱动电路
SLA7033M是高性能步进电机集成功率扩大器，该芯片由参阅电压电路、触发脉冲发生电路、电压比较扩大电路、电流操控电路、鼓励信号扩大电路、电动势补偿电路等组成。INA、Ina、INB、INb为四个驱动信号输入端，OUT/a、OUTa、OUT/b、OUTb为四个驱动信号输出端，在输出端接二相步进电机作为负载。VREF为通过D/A转化后的基准电压输入端，通过调整D/A的输出基准电压，即可调整驱动器的输出电流的巨细。电阻R11、R12为电流检测电阻，当主控芯片检测到该电阻上的电压超越阈值时，从头调整输出的电流巨细，使输出电流不能超越最大值，以维护驱动芯片SLA7033M。
2 CAN中继器软件的规划
程序开始时先初始化各个输出端口以及各个相关的外设模块。程序以模块化进行规划，主程序只需循环检测相应的状况，当对应的状况满足要求时履行相应的操作，使得程序简练以及实时性更强。当程序呈现反常状况时，反常处理程序查看相应的反常状况，判别是哪些状况呈现反常，记载相应的状况，一起能够把反常状况打包成数据发送到CAN总线，便利主控中心进行反常状况的剖析及处理。无反常状况则查看是否有数据包的标志位，假设有数据包，则数据包处理程序对数据包进行剖析，并进行相应的操作。数据包处理程序具有识别是发送数据包仍是接纳到的数据包，假设是发送数据包，则把相应的数据包通过处理生成规范报文帧格局，随后通过CAN收发器发送帧数据给主控中心；假设接纳到的数据包则要对该数据包进行解析，依照规范报文帧格局进行提取相应的数据，以及对相应的数据进行处理，假设收到的数据里的ID和该设备号ID共同，标明是该设备的数据，即对该设备进行操作；反之，标明不是该设备的数据，则对收到的数据不处理，一起推出数据包处理程序。主程序假设没有数据包处理或许数据包处理程序完结则查看温度是否超越预设值，假设现已超越预设的值，则履行超温处理程序；假设没有超温则往下履行。当没有超温或许超温处理程序完结后查询电流是否超越预设值，假设现已超越了输出电流的预设值则履行调整输出电流程序，对输出电流输出调整，即对D/A的输出值进行调整，使输出电流削减；若没有超越输出电流的预设值则回来查看反常状况，程序进行循环检测。
3 结束语
文选用了以高性能的ARM处理器STMF103为一体化步进电机主控CPU，SLA7033M作为驱动芯片，将操控电路和驱动模电路集成在同一个模块上，削减体系中主控中心的担负，进步体系的实时性、可靠性，有必定的社会效益和广泛的推行价值。
