2.2 TA8435细分工作原理
在图3中,第一个CK时钟周期时,解码器打开桥式驱动电路,电流从VMA流经电机的线圈后经RNFA后与地构成回路,由于线圈电感的作用,电流是逐渐增大的,所以RNFB上的电压也随之上升。当RNFB上的电压大于比较器正端的电压时,比较器使桥式驱动电路关闭,电机线圈上的电流开始衰减,RNFB上的电压也相应减小;当电压值小于比较器正向电压时,桥式驱动电路又重新导通,如此循环,电流不断的上升和下降形成锯齿波,其波形如图3中IA波形的第1段。另外由于斩波器频率很高,一般在几十kHz,其频率大小与所选用电容有关。在OSC作用下.电流锯齿波纹是非常小的,可以近似认为输出电流是直流。在第2个时钟周期开始时,输出电流控制电路输出电压Ua达到第2阶段,比较器正向电压也相应为第2阶段的电压,因此,流经步进电机线圈的电流从第l阶段也升至第二阶段2。电流波形如图IA第2部分。第3时钟周期,第4时钟周期TA8435的工作原理与第1、2是一样的,只是又升高比较器正向电压而已,输出电流波形如图IA中第3、4部分。如此最终形成阶梯电流,加在线圈B上的电流,如图3中IB。在CK一个时钟周期内,流经线圈A和线圈B的电流共同作用下,步进电机运转一个细分步。

2.3步进电机的应用
图4是单片机与TA8435相连控制步进电机的原理图。引脚M1和M2决定电机的转动方式:MI=0、M2=O,电机按整步方式运转;Ml=1、M2=0,电机按半步方式运转;M1=O、M2=1,电机按1/4细分方式运转;Ml=1、M2=1,电机按l/8步细分方式运转。CW/CWW控制电机转动方向,CKl、CK2时钟输入的最大频率不能超过5 kHz。控制时钟的频率,即可控制电机转动速率。REFIN为高电平时,NFA和NFB的输出电压为0.8 V,REFIN为低电平时,NFA和NFB输出电压为0.5 V,这2个引脚控制步进电机输入电流,电流大小与NF端外接电阻关系式为:,Io=Vref/Rnf。图4中,设REFIN=l,选用步进电机额定电流为0.4 A,Rl、R2选用1.6 Ω、2W的大功率电阻,O、C两线不接。步进电机按二相双极性使用,四相按二相使用时可以提高步进电机的输出转矩。D1~D4快恢复二极管用来泄放绕组电流。

以下是利用TA8435控制步进电机的程序,实现采用l/8细分方式控制步进电机顺时针方向转动的功能。利用定时器1向TA8435输出脉冲,用来控制步进电机转速。
#i nclude<8051.h>
#define REFIN P1_5;
#define M2 Pl_4}
#define-M1 Pl_3;
#defineCW Pl_2;
#define CLK2 Pl_1;
#deflne CLKl P1_O;
void C10cklrqHandler(void)interrtlDt 3
//定时器1中断程序
{CLK2=!CLK2;
TH0=0xef;
TL0=0xff;
void main()
{ PO=0x00;
TMOD=0x00;
EA=l:
ETl=h
TRl=1:
REFlN=0;
M2=O:
M1=1:
CLKl=l:
CW=l.
for(;;);
}
3 结论
本文介绍了步进电机的特点和TA8435芯片工作原理。使用细分方式可以提高步进电机的控制精度,降低步进电机的振动和噪声。因此,在低频工作时,可以选用1/4细分或1/8细分模式,以降低系统的振动和噪声。当系统需要在高速工作时,细分模式就有可能达不到要求的速度,这时可以选用整步或半步方式。在速度较高时,在整步或半步工作模式下,步进电机运行稳定,振动小,噪声也小。TA8435在细分、半步、整步几种工作模式之间的切换是相当容易的。使用TA8435控制步进电机具有价格低、控制简单、工作可靠的特点,所以具有很高的推广价值和广阔的应用前景。