運動控制專用集成電路及應(yīng)用（續(xù)3）
譚建成（廣州電器科學(xué)研究所）
【摘 要】 本文為“運動控制專用集成電路及應(yīng)用（續(xù)2）（見1992年《微電機》第4期）的續(xù)篇，介紹專用集成電路l297、l298步進(jìn)電動動機控制器和驅(qū)動器的組成、原理及半步工作方式的改進(jìn)。
【敘 詞】集成電路步進(jìn)電動機控制器驅(qū)動器原理改進(jìn)
3 l297/l298 步進(jìn)電動機控制器／驅(qū)動器
單片的步進(jìn)電動機控制器l297適用于雙極性兩相步進(jìn)電動機或單極性四相步進(jìn)電動機的控制，它的輸出信號用以控制l298n（雙全橋驅(qū)動器），滿足驅(qū)動電壓46v、每相2. 5a以下的步進(jìn)電動機的要求（見圖1）。l297也可以用來控制分立的達(dá)林頓晶體管電路，以驅(qū)動更高電壓、更大電流的步進(jìn)電動機，其工作方式是固定斬波頻率的pwm恒流斬波控制。
3.1 l298雙全橋驅(qū)動器
它是內(nèi)含兩個h橋的高電壓大電流單片集成電路（見圖2），接收4路標(biāo)準(zhǔn)tti，邏輯電平信號，可驅(qū)動如繼電器、線圈、直流電動機和步進(jìn)電機等電感性負(fù)載。每個橋的下臂晶體管發(fā)射極連在一起，其出腳(1，15)可以用來連接外加電阻，作電源檢測用。9腳接邏輯電源，通常用+5v。6腳和11腳是使能控制端，分別用未控制兩個橋的工作。采用所謂multiwatt的15腳功率型塑封，可用螺釘將它固定在散熱器上。
****定額數(shù)據(jù)：
vs 電源 50v
vss， 邏輯電源 7v
vi，vinh 輸入和禁止信號電壓-0. 3～ 7v
i峰值電流：短時(100/-is) 3a； 連續(xù)（直流） 2a
斷續(xù)(百分之八十on，百分之二十off)2. 5a
p 總功耗： 25w
3.2 l297步進(jìn)電動機控制器
l297采用模／數(shù)兼容的i2l工藝，20腳dip塑封，通常以5v供電，全部信號線是ttl/cmos兼容。
l297的核心是邏輯轉(zhuǎn)換器(translater)，它產(chǎn)生三種相序信號對應(yīng)于三種不同的工作方式：半步方式和基本步距方式（一相激勵或兩相激勵）。它接受從上位計算機來的信號有三個：cw/ccw(正／反轉(zhuǎn))和half/full（半步／基本步距）兩個工作方式信號，以及一個步進(jìn)脈沖(step clock)信號。translator內(nèi)部是一個3bit可逆計數(shù)器，加上一些組合邏輯，產(chǎn)生最基本的8步格雷碼時序信號，這也就是半步工作方式的時序信號。此時half/full信號為高電平。輸出波形見圖3。
圖中表示了8步工作，以abcd -0101為初狀態(tài)(home)。
若half/-full取低電平，得到基本步距工作方式，如果邏輯轉(zhuǎn)換器工作于奇數(shù)狀態(tài)(1，3，5，7)則是兩相激勵方式，如圖4所示。如果邏輯轉(zhuǎn)換器選擇工作于偶數(shù)狀態(tài)（2，4，6，8)，則是單相激勵方式，如圖5所示．
禁止信號而雨百和nh2接到l298n的使能輸入端，其功能是使進(jìn)入斷開狀態(tài)的繞組電流加速衰減。這兩個信號是低電平有效。但在圖4兩相激勵基本步距工作方式時，此兩信均為高電平，因為兩相繞組一直在工作，沒有斷開狀態(tài)。
禁止信號的作用由圖6說明。圖中表示一相繞組驅(qū)動。設(shè)a高電平，b低電平，有電流經(jīng)q1、q4和r5流過電機一相繞組。當(dāng)a變低電平，有環(huán)流流經(jīng)d2、q4、r5和繞組，衰減較慢，而且增加了在r5上的損耗。若同時作用將4個晶體管都關(guān)斷，環(huán)流從地經(jīng)d2、d3到電源v5，快速衰誠，從而加快了電機的動作。此時，r5不流過續(xù)流電流，可使用較小功率的電阻器。
兩個禁止信號由a、b和c、d用“或邏輯”得到：
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