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步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移或线位移的电磁机器安装。步进电机的波动性和牢靠性间接影响到产业控制范畴的精度，分外是在点胶点焊等高精度活动控制体系中，关于步进电机的精度和波动性要求更高。以是说，关于步进电机控制体系的研讨，不管是在实践效益照旧实际代价方面意义都将是宏大的。比年来不少专家学者研制出功能不错的步进电机控制体系，但是这些控制体系具有微处置器需处置的义务量大、PCB板元器件较多、体系不敷波动等缺陷，这给体系的牢靠性带来了较大的隐患。随着电子技能的开展，步进电机的许多功效单位如加加速控制、微步控制等都走向模块化，而且具有体积小、分量轻、事情波动、可以完成多轴控制等好处，这给步进电机控制体系的设计和开辟带来了很大的利便。
　　基于以上的思索，文中使用微控制器AT90CAN128、步进电机活动控制芯片TMC429和步进电机驱动芯片TMC262设计了一种控制驱动一体化的3轴步进电机控制体系。通讯方面设计了RS485接口，用于上位机与控制驱动板之间的通讯，增长了CAN接口，为后续多轴联动、消费线网络化作功效扩展。
　　在该体系中设计完成的控制兼驱动集成板可作为下位机，PC、PLC和DSP等可作为上位机，上、下位机经过RS485或CAN总线等通讯接口举行通讯。上位机次要卖力发送驱动安装(步进电机)的活动控制指令(如位移、速率、减速度等)，下位机(微控制器)卖力吸收指令并对指令举行处置以输入步进电机活动所必要的脉冲信号和偏向信号。
　　本体系中微控制器接纳AT90CAN128，公用控制芯片接纳了TMC429和TMC262。体系丢弃了传统的“CPU+外置CAN协议转换器”的方案，选择内置CAN模块的AT90CAN128次要思索到体系的波动性、增加电路板元器件的数目、进步体系的集成度和机动性。TMC429提供了一切与数字活动控制有关的功效，包罗地位控制、速率控制及微步控制等步进电机常用的控制功效。这些功效假如让微处置器来完成，则需占用少量的体系资源，以是它的利用可将微处置器束缚出来，以把资源用在接口的扩展和对步进电机的更高条理的控制上。别的，在TMC262与电机之间还需设置装备摆设H桥，体系中选用的是互补型MOSFET器件FDD8424H芯片。由于一片步进电机驱动芯片TMC262只能驱动一起步进电机，且必要与4片FDD8424H芯片利用，故体系中共利用了3片TMC262芯片及12片FDD8424H芯片。
　　AT90CAN128为基于AVR RISC布局的8位低功耗CMOS微处置器。由于其先辈的指令集以及单周期指令实行工夫，该单片机的数据吞吐率高达1 MIPS／MHz，从而缓解了体系在功率和处置速率之间的抵牾。该单片机大局部引脚与MEGA128兼容，外部布局在承继MEGA128的资源底子上举行了改良，但其最大的特征还在于具有了切合CAN2．0A和CAN2．0B尺度的全功效CAN外设模块。AT90CAN128接纳Mob(音讯工具)方法举行数据的发送和承受，共有15个Mob，它们具有相反的属性。
　　TMC262是一款具有高细分率的两相步进电机驱动芯片，实用于双极性步进电机的驱动。该芯片同时带有专利技能stallguard功效和专利技能coolstep功效，前者可以完成无需传感器准确测试电机负载，后者可以依据电机的负载主动调治驱动芯片输入的电流，制止由于超载而丢步，增加电机的热量，和其他驱动芯片相比可节流75％的能量。利用该芯片可经过两种方法控制电机：S／D(Step／Direction)形式和SPI形式。芯片内置的微步表提供了与电机电流婚配的正弦值和余弦值。TMC262的低功率、高服从、体积小的设计理念使其成为嵌入式活动控制乃至电池供电设置装备摆设的完善选择，外部集成的DAC功效可完成对电流的微步控制。在利用芯片之前，需经过SPI接口对TMC262举行相干的设置装备摆设。