【正文】 一般地說(shuō)，電阻R要
。因?yàn)榇_定斬波頻率的線路為一個(gè)RC組合電路。3. 門控控制電路參數(shù)的計(jì)算及取值L297內(nèi)部帶有斬波恒流電路，繞組相電流峰值由 整定，因此，驅(qū)動(dòng)器refV硬件電路設(shè)計(jì)的基本思想是為L(zhǎng)297配備合適的RC 網(wǎng)絡(luò)，調(diào)整斬波振蕩脈沖頻率。正/ 反 口給定， ，半步/ 給定， 口給定，使能信號(hào)由 ，終點(diǎn)信號(hào)由 。HAFU引腳20： ，復(fù)位信號(hào)輸入端。W引腳18： ，時(shí)鐘信號(hào)輸入端。 。ref33引腳16： ，斬波頻率輸入端。ENCD引腳14： ，傳感1，用來(lái)檢測(cè) 、 相繞組中的電流。ABCD引腳12： ，5 供電輸入。C引腳11： ，斬波控制方式輸入端。D引腳10： ，使能信號(hào)輸入端。C引腳8： ，抑制2腳，抑制驅(qū)動(dòng)級(jí) 、 。INAB引腳6： ，電機(jī) 相驅(qū)動(dòng)電源信號(hào)。引腳4： ，電機(jī) 相驅(qū)動(dòng)電源信號(hào)。GD引腳3： ，終點(diǎn)信號(hào)。連接此引腳可使多片L297工作頻率相一致。這兩種信號(hào)稱為“抑制信號(hào)”，作用是抑制驅(qū)動(dòng)級(jí) A、B （INH1 ）和C、D （INH2）的相位，從而影響電機(jī)的轉(zhuǎn)速。31在采用半階梯和單相連接全階段模式時(shí)，有INH1和INH2信號(hào)產(chǎn)生，這兩個(gè)信號(hào)是由或（OR）功能產(chǎn)生得A+B=INH1和C+D=INH2。若選擇全階段模式，譯碼器不論在任何偶數(shù)狀態(tài)，都會(huì)取得兩相連接全步相序，如圖327所示。全階梯模式是將八步程序中漏去間隔的狀態(tài)而得到的。REFV譯碼器由四個(gè)輸出點(diǎn)連接到輸出邏輯部分，提供抑制和斬波功能所需的相序。當(dāng)時(shí)鐘f KΩf=振蕩器脈沖使觸發(fā)器置1，電機(jī)繞組想電流上升，采樣電阻的 電壓上升到基S準(zhǔn)電壓 時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，使觸發(fā)器復(fù)位，功率晶體管關(guān)斷，電流下降，等REFV待下一個(gè)振蕩脈沖的到來(lái)。每個(gè)斬波器由一個(gè)比較器、一個(gè)RS觸發(fā)器和外接采樣電路組成，并設(shè)有一個(gè)公共振蕩器，向兩個(gè)斬波器提供觸發(fā)脈沖信號(hào)。若HALF/FULL取低電平，得到基本步距工作方式，即 4步工作方式。脈沖分配器內(nèi)部是一個(gè)3bit可逆計(jì)數(shù)器，加上一些組合邏輯，產(chǎn)生每周期8步格雷碼時(shí)序信號(hào)，這也就是半步工作方式的時(shí)序信號(hào)。 L297主要由譯碼器、兩個(gè)固定斬波頻率的PWM恒流斬波器及輸出邏輯控制組成，工作原理分述如下： L297的核心是脈沖分配器。1. L297介紹L297是具有20個(gè)引出腳的雙列直插式塑膠封裝的器件，采用固定斬波頻率的PWM 恒流斬波方式工作。nF13CμF③二極管的選取 由二極管組成的外部橋結(jié)構(gòu)特性要求反向恢復(fù)時(shí)間（ ）要小于200rt，所以首選肖特基二極管。本例中refVS?取 ， 取值為1 。當(dāng)電流小于 2 給定電流時(shí)候，反饋電阻上的電壓隨電機(jī)繞組相電流的增大而增大，在沒(méi)有達(dá)到2 之前，不發(fā)生斬波 [16]。 3. 門控主電路參數(shù)計(jì)算及取值 ①采樣電阻的選取 因?yàn)轵?qū)動(dòng)器為恒流斬波驅(qū)動(dòng)器，所以電流是穩(wěn)定在一個(gè)給定值附近的。由L298的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖322可知，當(dāng) A相輸出高電平，B相輸出低電平時(shí)， 和 導(dǎo)通， 和 截至，電流由OUT1 流入、OUT2 流出，步進(jìn)電1423機(jī)正轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)A相輸出低電平，B相輸出高電平時(shí)， 和 截止， 和142A導(dǎo)通，電流由OUT2流入、OUT1流出，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。 2. 工作原理29圖 324 門控驅(qū)動(dòng)電路原理圖門控驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖324所示，本設(shè)計(jì)中采用L298的A橋驅(qū)動(dòng)器來(lái)做步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋。4B引腳13： ，全橋驅(qū)動(dòng)器 的輸出端。SV引腳10： ，控制全橋驅(qū)動(dòng)器 工作狀態(tài)。引腳8： ，地。2引腳6： ，使能控制全橋驅(qū)動(dòng)器A。SV引腳5： ，控制全橋驅(qū)動(dòng)器 工作狀態(tài)。OUT1引腳3： ，全橋驅(qū)動(dòng)器 的輸出端。引腳15： ，連接電流檢測(cè)電阻，信號(hào)反饋給電極控制芯片，IB實(shí)現(xiàn)恒流控制。每個(gè)橋有一個(gè)電源引腳 [15]。芯片內(nèi)有邏輯部分電源。它也可兩兩組成雙H橋，每個(gè)H橋有各自的使能（ENABLE）控制端。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖322所示。它的邏輯電路使用5V電源，功放級(jí)使用 5～46V 電 壓。本設(shè)計(jì)選用SGS公司生產(chǎn)的L298芯片構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路。本設(shè)計(jì)中的電梯門的開(kāi)啟和關(guān)閉需要精確控制，因此，步進(jìn)電機(jī)作為電梯門的控制器是一個(gè)理想的選擇 [14]。VMAX704 引腳如圖 320 所示，各引腳功能如下：26圖 320 MAX704 引腳圖（1） 低于 時(shí), PFIVPFO否則 ,把 連接到 或 .OCGND（2） 低于 時(shí),他時(shí)候?yàn)楦唠娖?（3） ,產(chǎn)生低于 入于 兼容, 250 的拉動(dòng)電流,開(kāi)關(guān)TL/CS μA斷開(kāi)時(shí)不產(chǎn)生.（4） 低于復(fù)位門限電壓時(shí), 上ECVCV升超過(guò)門限電壓后 由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí),仍然保持 200 .Rms（5） 低于復(fù)位門限電壓時(shí),如果 比BATV BAT高 20 , 切換到 .當(dāng) 比 高 20 以上時(shí), 切換到CmOUTCBATC.OUT（6） 供應(yīng) 在復(fù)位門限電壓以上時(shí), 連OUTMSVOUTV接 的電源 MOSFET 開(kāi)關(guān)上,當(dāng) 低于復(fù)位門限電壓時(shí),連接更高的 或接C C C后備電源。圖 319 看門狗保護(hù)電路MAX704 是低成本微處理器監(jiān)控芯片，它的主要作用有：、掉電或不穩(wěn)定時(shí)產(chǎn)生一個(gè)低電平復(fù)位信號(hào)輸出；2. 為 存儲(chǔ)器，COMS或其它功率邏輯電路提供后備電源；3. 電壓測(cè)量器。該REST芯片電路還用手動(dòng)復(fù)位鍵直接復(fù)位 80C196KC 芯片。本系統(tǒng)采用集成芯片 MAX704 來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。如圖 317 所示，當(dāng)有一路信號(hào)為高電平時(shí)，74LS32 的 4Y 端口就會(huì)輸出高電平，則 TXD/ 端口被輸入高電平，啟動(dòng)保護(hù)程序。假設(shè)要求占空比為70％，＝1， ＝0，此時(shí)電機(jī)電樞上為正向電壓；＝ 0， ＝1，此時(shí)電機(jī)電樞上為反向電壓。設(shè)定計(jì)時(shí)器T1每隔1ms產(chǎn)生一次中斷，以此為一個(gè)時(shí)間片段。雙PWM信號(hào)的周期可通過(guò)編制80C196KC的軟件設(shè)定。此時(shí)電機(jī)在交流分量的作用下在停止的位置處產(chǎn)生高頻率的微動(dòng)，處于一種動(dòng)態(tài)的平衡。γ＝0時(shí)， ＝－ ，電機(jī)反向全速運(yùn)行；T時(shí)， 為負(fù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)；.5OU＝， ＝0，電機(jī)轉(zhuǎn)速為零；γ時(shí)， 為正，電機(jī)正轉(zhuǎn)；＝1時(shí)， ＝ ；電機(jī)正向全速運(yùn)行；OU需要說(shuō)明的是，在 ＝，雖然電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，但電樞上的電壓瞬時(shí)值γ并不為零。 在0～1之間變化，因而 在－1～＋1之間變化。 HIN信號(hào)的占空比為 。由于機(jī)械慣性的作用，決定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的為矩形脈沖電壓的平均值。在HIN為高電平期間，4導(dǎo)通，在直流電機(jī)上加正向工作電壓；在HIN為低電平期間，LIN 端輸入高電平，Q2 、Q3導(dǎo)通，在電動(dòng)機(jī)上加反向工作電壓。2. 控制電路工作原理231） 工作原理當(dāng)PLC的控制信號(hào)下達(dá)到80C196KC ，經(jīng)80C196KC 處理后，執(zhí)行相應(yīng)程序， 信號(hào)。BREQHLDAO（5）P2 口 P2 口（～）是一個(gè)多功能輸入 /輸出口（6）P3 口 具有漏極開(kāi)路輸出的 8 位雙向口，內(nèi)部有很強(qiáng)的上拉作用，其與 P4 口一般用于作多路復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線。（4）P1 口 P1 口(～)是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，共有 8 個(gè)腳。（2）HSO 六個(gè)引腳均為高速輸出部件的輸出端，其編號(hào)分別為、 、 、,其中 和 與 HSI部件共用。OM（13） / 地址鎖存允許（ 高電平）或地址有效LEVL（ 低電平時(shí)） ，位輸出引腳，僅在外部存儲(chǔ)器訪問(wèn)期間有效， 或由 CCR 寄存器選擇，兩者都提供一個(gè)鎖存信號(hào)，以便將地址從地址/數(shù)據(jù)DV總線中分離出來(lái)。D（12） 存儲(chǔ)器選擇輸入端。（10） 芯片的復(fù)位信號(hào)輸入端。當(dāng)外部存儲(chǔ)器速度較慢時(shí)，其發(fā)一低電平信號(hào)CP使 處于等待狀態(tài)。.1（7） 準(zhǔn)備就緒信號(hào)（輸出） 。當(dāng) ＝1 時(shí)，選擇 16 位總線，BUSIDTH否則選擇 8 位總線。CWRL（6） 數(shù)據(jù)總線寬度選擇輸入腳。這樣，對(duì)一個(gè) 16 位寬度存儲(chǔ)器的寫操作按如下方式：＝0， ＝1 選擇低字節(jié)ABE＝1， ＝0 選擇高字節(jié)H＝0， ＝0 選擇一個(gè)字其中 為地址總線的最低位。若選擇 功能，當(dāng)寫存儲(chǔ)器奇數(shù)字節(jié)WRH（高位）時(shí)，該引腳變低。（3） 片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器的輸出端。此引腳上的一個(gè)由低變高的MI電平跳變將使程序轉(zhuǎn)向外部存儲(chǔ)器的 0000H 單元。當(dāng)讀外部存儲(chǔ)器時(shí)，若該引腳輸出IST高電平，則表示此次讀是取指操作。REFA/D（5） 轉(zhuǎn)換器的參考地，通常應(yīng)與 相同。S S（3） EPROM 型芯片的編程電壓。21圖 316 80C196KC 的結(jié)構(gòu)封裝圖其各引腳功能如下：第一部分：芯片的工作電源及地，共 7 只引腳，它們是：（1） 主電源電壓（為＋5 ） 。提供突然間紊亂或從硬件故障中自動(dòng)恢復(fù)的能力。振蕩信號(hào)頻率可達(dá) 16MHz，指令的運(yùn)行速度更快，16 位乘法 ，32 位除法 ；μsμs（5）具有高速輸入輸出單元 HIS/HSO。（2）16KByte 片內(nèi) ROM。其不僅保留了 MCS－96 系列單片機(jī)中其它型號(hào)如 8098 和 8096BH 等芯片的功能，而且擴(kuò)展了一些新的功能，使之成為該系列單片機(jī)中性能優(yōu)良的產(chǎn)品之一，已被廣泛應(yīng)用。電機(jī)控制電路原理圖如附錄4所示。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)信號(hào)由80C196KC的 。圖 314 過(guò)電流保護(hù)電路 圖 315 過(guò)電壓保護(hù)電路 控制電路設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的主電路由80C196KC負(fù)責(zé)接受處理PLC發(fā)送的控制信號(hào)。采用一片 LM358 運(yùn)算放大器、一只型號(hào)為 2CW3730A的穩(wěn)壓二極管（ ） 、一個(gè) 1 電阻和 5 的穩(wěn)壓電源構(gòu)成同向比較器。當(dāng)電路中的電流高于 ( )時(shí)，LM358 輸出高電平，輸入到IA80C196KC 的 TXD/ 端口，啟動(dòng)保護(hù)程序。 器件選擇可根據(jù)公式RC (33)fc=It2V? (34)cMom()(t4)其中: =24V , =50 ,I= , = , =T=?610somt經(jīng)計(jì)算,得: = ,取電容 ＝ ； 的取值范圍在( ～ ),CμFCμFR?KΩ考慮到電容 的放電時(shí)間盡量短，這里取 =5 .KΩ圖 313 阻容吸收保護(hù)電路2. 過(guò)電流保護(hù)為檢測(cè)電流，防止電流過(guò)大使電機(jī)被燒壞，設(shè)計(jì)了過(guò)電流保護(hù)電路，如圖314 所示。減少對(duì) MOSFET 的沖擊。 18圖 312 IR2110 驅(qū)動(dòng)半橋的電路原理圖 保護(hù)電路設(shè)計(jì)1. 緩沖電路MOSFET 的漏極和源極之間連接上一個(gè)阻容吸收電路 [9]，其原理圖如圖 313 所示。CμF（2）自舉二極管的選擇自舉二極管是一個(gè)重要的自舉器件，它應(yīng)能阻斷直流電路上的高壓，二極管承受的電流是柵極電荷與開(kāi)關(guān)頻率之積。在器件開(kāi)通后，自舉電容兩端電壓比器件充分導(dǎo)通所需要的電壓（20 ）要高；設(shè)在V 的壓降（包括 的正向壓降）；設(shè)有1/2 的柵電VD1壓（柵極門檻電壓VTH 通常3～5 ）因泄漏電流引起電壓降。在電路實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行一些調(diào)整，使電路工作在最佳狀態(tài)。如此循環(huán)反復(fù)。當(dāng) 為低電平時(shí)， 開(kāi)通， 斷開(kāi)， 柵電荷經(jīng) 、HINM2VSgR迅速釋放， 關(guān)斷。當(dāng) 為高電平時(shí) 開(kāi)通， 關(guān)斷， 加到 的門極和發(fā)射C1VHINM12V1S17極之間， 通過(guò) ， 和 門極柵極電容 放電， 被充電。圖中 、 分別為自舉電1CDV容和二極管， 為 的濾波電容。尤其是高端懸浮自舉電源的成功設(shè)計(jì)，可以大大減少驅(qū)動(dòng)電源的數(shù)目，三相橋式變換器，僅用一組電源即可。由三個(gè)部分組成：邏輯輸入，電平平移及輸出保護(hù)。ns A b1U b4U VT1 VT1 4 4 ont T t b2U b3U t ABU S+U t SU 16圖 310 IR2110 引腳排列IR2110的引腳排列如圖310所示，功能如下：引腳1： ，低端通道輸出；LO引腳2： ，公共端；CM引腳3： ，低端固定電源電壓；V引腳5： ，高端浮置電源偏移電壓；S引腳6： ，高端浮置電源絕對(duì)電壓；B引腳7： ，高端輸出；HO引腳9： ，邏輯電路電源電壓；D引腳13： ，邏輯電路偏移電路；SV引腳10： ，引腳11： ，引腳12： ，均是邏輯輸入；INSLIN引腳 引腳 引腳 14 均為空腳。50 ，15 下靜態(tài)功耗僅116 ；輸出的電源端（腳3,即功率Vdv/t/nsVmW器件的柵極驅(qū)動(dòng)電壓）電壓范圍10～20 ；邏輯電源電壓范圍（腳9）5～15 ，可方便地與 ， 電平相匹配，而且邏輯電源地和功率地之TLCS間允許有177。IR2110 采用高壓 和閂鎖抗干擾 制造工藝， 腳封裝。IR2110 驅(qū)動(dòng)器是美國(guó)IR公司生產(chǎn)的。 在 一個(gè)周期5D23ce?AB=VABU內(nèi)正負(fù)相間，只要調(diào)節(jié)占空比 ，即可實(shí)現(xiàn)轎廂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度和方向 [7]。此時(shí)，+24 加在電樞 兩端，4VTb2323TAB，電樞電流沿 1 流通，此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)轎廂上升。它們b14U