基于串行通信的8轴同动步进电机控制系统

摘要

本发明涉及一种基于串行通信的8轴同动步进电机控制系统，包括MCU、电源模块、串行通信模块、电机限位开关检测模块以及PWM光电隔离输出模块，其特点是：MCU中的单片机与串行通信模块相连，用于接收上位PC机的控制及查询指令，并向PC机发送步进电机的位置信息；单片机与PWM光电隔离输出模块相连，输出不同频率和方向的PWM方波给步进电机驱动器；单片机与电机限位开关检测模块相连，检测8轴步进电机的起点和终点位置信息；系统主电源经过DC/DC模块输出为串行通信模块单独提供电源，以实现串行通信总线与MCU的电源隔离。通过接收上位机的串行命令，本发明的控制系统采用8路独立PWM实现对8轴步进电机的同动控制，可简化系统设计，提高效率。

主权项

一种基于串行通信的8轴同动步进电机控制系统，包括MCU、电源模块、串行通信模块、电机限位开关检测模块、PWM光电隔离输出模块以及指示灯显示模块，所述MCU中的单片机与串行通信模块相连，所述MCU通过串行通信模块接收外部PC机发来的8轴步进电机运动控制指令及查询指令，循环控制所述单片机内部具有的8个独立PWM模块，实现对8轴步进电机的同动运行；所述MCU中单片机通过串行通信模块向外部PC机发送8轴步进电机位置信息；所述单片机与电机限位开关检测模块相连，检测8轴步进电机的起点和终点位置信息；所述单片机与PWM光电隔离输出模块相连，输出不同频率和方向的PWM方波给步进电机驱动器，其特征在于：所述PC机发来的8轴步进电机运动控制指令与8轴步进电机同动运行状态一一对应，包括8轴步进电机任意1轴独立运行或停止，任意2轴至7轴的同时运行或停止以及8轴同时运行或停止；所述单片机收到外部PC机查询指令后，实时通过串行通信模块向PC机发送8轴位置信息，查询指令与8轴步进电机实时位置信息一一对应，包括8轴步进电机任意1轴位置信息，任意2轴至7轴的位置信息以及8轴的位置信息；所述PC机发来的8轴步进电机运行控制指令包括目标运行步数设定、目标运行方向设定、目标运行速度设定以及启动运行设定，所述单片机收到运行控制指令后，通过PWM光电隔离输出模块相应输出PWM脉冲，其中PWM脉冲个数等于目标运行步数，PWM频率与目标运行速度成线性正比关系，PWM起步加速频率与目标起步加速度成线性正比关系；所述MCU中包括掉电保护电路，当发生突然断电情况时，所述掉电保护电路向所述单片机发送外部中断信号，所述单片机马上保存电机当前的运行位置信息，当再次上电时所述单片机读取保存的位置信息；所述电源模块中主电源经过DC/DC模块输出为串行通信模块单独提供电源，以实现串行通信总线与MCU的电源隔离。