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五相步进电机控制系统研究

1 引言
  CIPH9803A是一种可编程五相步进电机控制芯片。该芯片具有步数设置(最大步数高达100万步)、可逆运转、启动、停车、暂停、工速、快速等多种设置功能,它具有一个传感信号输入端口,可控制步进电机的定位停车。实际应用表明,以CIPH9803A专用芯片为核心的五相步进电机控制电路具有成本低、可靠性高等优点,特别适合机床设备的技术改造。

2 引脚功能和技术参数
2.1 引脚功能
  CIPH9803A芯片的引脚排列如图1所示。各引脚功能如下:
  RST:复位引脚,高电平有效,正常工作时,该引脚应为低电平;
  OUT1~OUT5:分别为五相步进电机的A~E相的激励输出,均为负脉冲有效,负载电流小于25mA;
XTAL1、XTAL2:晶体振荡电路接入端;
  STOP:步进电机停车输入端,负脉冲有效。当步进电机运行到指定位置时,可将光电传感器产生的负脉冲输入到该端,以自动停止步进电机的运行;
  LED:按键指示输出端,低电平有效。在键盘的任一键按下时,该端输出低电平;

GND:电源地;
VDD:电源正端(+2.7~+6.5V);
C1~C4:分别用于连接行列式键盘的第1~4列;
  R1~R4:分别用于连接行列式键盘的第1~4行。

2.2 主要技术参数
CIPH9803A的主要技术参数如下:
●工速:6r/min;
●快速:60r/min;
  ●OUT1~OUT5:步进电机的五相激励输出,为五相十拍,负载能力小于25mA;
  ●最大步数设置:999999步。

3 工作原理
  CIPH9803A在工作时,首先应由键盘设置步进电机的运转步数。在步数设置过程中,如果发现当前输入的数字有误,可按一下“C”功能键将其消除,每按一次“C”功能键就可消除一位已输入的数字,如果连按六次“C”功能键,就可消除已输入的六位数字;运转步数设置好后,可由“A”功能键设置正反转标志,“A”功能键是正反转双功能切换键,默认为正转;由“B”功能键设置工速与快速标志,“B”功能键是工速与快速双功能切换键,默认为工速;当步进电机的运转步数、正反转标志以及工速快速标志等设置好后,只要按一下“E”功能键则可立即启动步进电机运行。在步进电机运行过程中,如果需要暂停,只要按一下 “D”键即可,若再按一下“D”键,则步进电机将继续运行。步进电机停车方式有三种:一是运行到规定步数后自动停车;二是按“F”功能键强行停车;三是由定位传感器获取的定位信号来控制停车。

4 应用电路
  基于CIPH9803A专用芯片的五相步进电机控制系统电路如图2所示。图中,固态继电器为步进电机功率驱动器件,用户应根据步进电机负载大小合理选择固态继电器的型号,如5A、10A、15A、20A等。

5 结束语
  基于CIPH9803A专用芯片的五相步进电机控制系统具有集成度高、外围电路简单、便于维护、运行可靠等特点。该系统在天津某机电公司机床设备的技术改造中使用后,效果十分理想。

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