基于PIC24F的无线步进电机控制器 - 图文

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基于PIC24F的无线步进电机控制器

作者：孙智威 刘西安 陈萍 陈红玲 来源：《电脑知识与技术》2017年第03期

摘要：介绍了一种基于PIC24F单片机、蓝牙无线通信、手机端APP控制的步进电机控制器设计，采用双H桥驱动、光耦隔离，具备电机参数检测、无共态导通、兼容24V以下步进电机等特点。

关键词：步进电机；驱动；H桥

中图分类号：TM301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）03-0236-02

步进电机广泛运用于各种数字控制系统中，其精度高，运行可靠，是各种自动化控制系统中的关键部件。本文以小功率两相步进电机为对象，介绍了一种基于PIC24F单片机，采用蓝牙无线通信、手机端APP控制的步进电机控制器设计，硬件部分包括步进电机驱动电路、电机电压电流检测电路、MCU控制电路、电源电路以及机壳温度监测电路，结合所设计的软件和手机端APP，实现了步进电机的无线控制及参数检测。 1 总体方案设计

本方案以16位单片机PIC24FJ64GA004为控制核心，通过蓝牙模块接收来自手机端APP的控制指令，单片机经光耦PC817连接MOS管双H桥电路驱动步进电机，控制步进电机的正反转、加减速等动作。同时，DS18B20温度传感器监测机壳温度，电机参数检测电路检测步进电机的电压和相电流，经MCU进行A/D采样、滤波处理后通过蓝牙模块上传至手机端，从而实现步进电机的控制和在线监测功能。系统原理框图如图1。

2 硬件设计

2.1 步进电机驱动电路

在H桥电路的基础上设计步进电机驱动电路。采用分立元件MOS管搭建双H桥驱动电路是成熟的电机控制方案，电路不复杂，性能可靠，根据MOS管的不同工作电流的上限甚至可以高达数十安培，是理想的步进电机驱动器方案。

MOS管H桥驱动电路有NMOS构型和PMOS+NMOS构型，全NMOS管H桥导通电阻更小，但上桥臂的NMOS管的导通电压高于电源电压，需要额外的升压电路，这样增加了电路的复杂程度和成本，我们采用PMOS+NMOS构型方式搭建双H桥步进电机驱动电路，电路更简洁，成本更低；且在这样的小电流工作场合，PMOS所增加的导通损耗可以忽略不计。驱动