Прямое управление шаговым двигателем через LPT порт

 

Цель работы: исследование способов управления шаговым двигателем с ПЭВМ через LPTпорт.

Варианты сопряжения с ПК

Наиболее распространенными интерфейсами ПК, которые можно использовать для подключения различных нестандартных устройств, таких как драйвер шагового двигателя, являются LPT, COM и USB порты. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Ниже представлено краткое сравнение данных интерфейсов.

Интерфейс LPT

Является восьмиразрядным параллельным портом, обеспечивающим двунаправленный обмен данными между ПК и внешним устройством. В случае подключения драйвера шагового двигателя используются лишь информационные выводы и вывод GND. Основным достоинством данного интерфейса является то, что сигнал, снимаемый с информационных выводов, по стандарту TTL, имеет уровень логической единицы +5 вольт и уровень логического нуля +(0-0.3) вольт. 

Для предотвращения повреждения LPT порта случайными токами, предназначены резисторы сопротивлением 1 Ком. Вывод GND соединен напрямую с выводом 9 схемы управления шаговым двигателем, являющимся общим выводом для всех обмоток обоих двигателей.

Достоинствами данного драйвера является возможность включения обмоток в произвольном порядке, что позволит обеспечить работу двигателя с:

- Попеременной коммутаций фаз;

- С перекрытием фаз;

- В полушаговом режиме;

Таким образом, возможно программно обеспечить работу двигателя в тех режимах, которые не предусмотрены типовой схемой включения.

 

Схема сопряжения с портом LPT

Данное устройство предназначено для сопряжения схемы управления шаговым двигателем с компьютерным интерфейсом LPT. При разработке схемы использовались следующие данные:

Схема управления шаговым двигателем имеет для сопряжения с другими устройствами 9- контактный разъем DB-9 Female(изображена на рисунке 4.1.), у которого: 1-й вывод - общий вывод (-), 2-5 выводы управления обмотками 1-го двигателя, 6-9 выводы управления обмотками 2-го двигателя.

Рисунок 4.1. 9- контактный разъем DB-9 Female

 

Для включения одной из обмоток необходимо подать напряжение +5 В на один из выводов 2-9 и общий вывод  1 (либо замкнуть их).

Интерфейс LPT представляет собой 25-ти контактный разъем типа DB-25-Female.Драйвером используются 1-8 контакты – выводы данных, 25-й контакт – общий вывод (-). В схеме драйвера предусмотрена защита от повреждения порта случайными токами – использованы ограничивающие резисторы сопротивлением 1 кОм. Для индикации прохождения управляющего сигнала предусмотрены 8 светодиодов.

Элементы схемы:

- R 1- R 8 МЛТ-0,125-1К

- VD 1- VD 8 АЛ107 или аналогичные

- Разъемы DB-9, DB25

Ниже, на рисунке 4.2., приведена схема контроллера с указанием номеров выводов разъемов.

 

Рисунок 4.2 Схема контроллера с указанием номеров выводов разъемов

 

Программное управление двигателем через схему драйвера осуществляется путем программирования LPT порта с помощью низкоуровневого (Assembler) или высокоуровневого (Pascal, C ++) языка программирования. Аппаратный контроллер LPT порта в ПК позволяет выставлять и снимать уровень логической единицы одновременно или поочередно на любом из выводов 1-8 порта, что позволяет реализовать различные варианты подачи управляющих импульсов на обмотки шагового двигателя.