A3992* A3992 A3992*-T电机驱动IC

A3992为一款集成两个 6 位线性 DAC的步进马达驱动IC, 可以做到64细分。输出电流*1.5A,性价比很高。

我们先看一下其简单介绍，再来了解其应用电路：

他属于* DMOS 全桥式微步进 PWM 电动机驱动器以补充其现有的串行控制微步进驱动器系列。主要针对办公自动化及工业市场， Allegro 的A3992解决方案提供的若干重要功能如下所列：过电流保护 (OCP)、对低功率耗散同步整流、已获得*的可编程混合、快慢电流衰减模式以及低导通电阻 DMOS 输出，以上功能均集成在高热效的表面安装封装内。

为双*微步步进电动机的脉宽调制 (PWM) 电流控制而设计的 A3992，能够连续输出电流输出至 1.5 安培，工作电压为 50 伏。通过串行接口可对内部固定关断时间脉宽调制 (PWM) 电流控制计时电路编程，从而可在低、快速及混合衰减模式下进行工作。

可通过有两个 6 位线性 DAC 串行端口及参考电压来设置期望的负载电流电平。该 6 位控制器可以各种步进方式（包括微步进至完整步进驱动）实现转矩控制的*大灵*。负载电流在*大值增量的 1.56% 中设置。

同步整流电路允许负载电流在电流衰减过程中通过 DMOS 输出驱动器的低 Rdson 流动。 此特性将使该产品在大多数应用中不需要外部箝位二*管，节约了成本与外部元件数量，而功耗则降到*小值。内部电流保护包括因滞后引起的过热关机、欠压锁定及过电流和交叉电流保护。不需要*的加电排序。

Allegro 的 A3992 采用带外露功率片的低厚度（1.1 毫米）24L eTSSOP（后缀“LP”）以及带铜质蝙蝠翼状片的 24 引脚塑料 DIP 封装（后缀“B”）。功率标签处于地电位之下，不需要电*缘。

下面介绍基于A3992和C8051F300的两相步进电机驱动系统的应用：（当然，其还可以搭配别的单片机做很多应用）：

1 引言

      步进电机定位准确且与数字电路接口连接方便．无需反馈就能实现准确的角位移，在数控机床等许多领域中均得到了广泛应用。但是，传统的步进电机定位系统是由控制器件产生脉冲，然后加在环形分配器和功率驱动部分，*后连接至电机的控制方式，其软硬件的实现都较为复杂，成本偏高，*满足现*业发展所需的精度和集成度等要求。采用美国Allegro公司推出的一款易操作，内置功率驱动的A3992型两相步进电机微步距驱动器，以C单片机为控制*设计了一个驱动控制电路。该驱动控制电路能简单方便实现电机的微步距控制，不*解决了步进电机步距角大的问题。*了步进电机的分辨率，减弱或消除了步进电机的低频振动．也*了电机的其他性能，具有控制灵活，维护简单，成本较低的特点，*能满足中小企业的生产要求。

2 系统组成与工作原理

     图1示出基于A3992和C805lF300控制的两相步进电机驱动系统组成框图。其中，*机主要完成命令指示等控制功能；C8051F300主要用来接收*机的指令参数。然后向A3992驱动器写控制字；A3992驱动电路主要完成按接收的控制字向电机提供相应的驱动电流。

2．1 C8051F300控制电路

      C是美国Cygnal公司的一款*集成的混合信号系统级MCU器件(SOC)，其主要特点是：

      (1)*指令处理能力 采用Cygnal*的*管线式CIP一51(与8051全兼容)微控制器内核：

      (2)完善的时钟系统采用可编程25 MHz内部时钟发生器，不*支持外部时钟，也支持使用过程中内外时钟发生器之间的切换：

      (3)低功耗供电电压为2．7~3．6 V，其典型工作电流在25 MHz下为5 mA：

      (4)片内模数转换 采用11通道真正的8位500 Ks／s．具有可编程前置放大器(PGA)和模拟多路复用器(AMUX)的A／D转换器；

      (5)丰富的存储器资源 采用256字节片内RAM．8 KB片上Flash存储器，支持系统512字节(扇区)编程；

      (6)增强的中断资源 采用内含12个中断源，适用于多任务、实时系统的开发；

      (7)丰富的片上资源 采用片内温度传感器、电源监测器、片上电压比较器及上电复位、S*US／I2C和URAT接口、3个16位通用定时器、可编程定时器阵列(PCA)并带有比较／捕捉模块和WDT3种功能：

      (8)可编程的数字I／O口和交叉开关(crossbar)在这种交叉开关配置的I／O端口系统中，可以通过配置相应的寄存器将内部数字资源连接到物理I／O引脚上。改变了传统MCS一51单片机的固定I／O模式：

      (9)在线调试功能具有Cygnal2-Wire(C2)调试电路，支持存储器和寄存器的校验和修改、断点和单步。无需额外的RAM、程序存储器及定时器等。

      C8051F300是连接*机和A3992的桥梁。*机的指令信号包含电机的正转、反转和加减速等信息，该信号通过C8051F300的I／O端口进入单片机，单片机利用3条与A3992相连的I／O数据线．控制驱动器按用户的要求驱动电机运转。

2．2 A3992驱动电路

      A3992型双DMOS全桥微步距脉宽调制(PWM)步进电机驱动器可利用控制器件通过3线串行接口(CLK，DATA，STROBE)对其进行控制．并能方便地调节步进电机的运转方向，实现各种不同的步进法(从整步驱动到*高可达64细分的微步距驱动)，使步进电机的驱动方式具有很大的灵*。

      A3992是通过3线串口写控制字来实现的。A3992的控制字有Word0和Wordl两个，每个控制字包含19个位(D0～D18)，先传送高位D18，*后传送位DO。其中Word0是桥电流控制字，当DO=0时，A3992便进入WordO模式；Wordl是时间数据控制字，当DO=1时，A3992便进入Wordl模式。详细的各位数据设置参见文献。

      A3992*很少的R，C元件即可组成两相步进电机的微步距驱动电路。图2是A3992的典型应用电路，其连续输出的额定电流可达1．5 A。电压可达50 V。

      C805lF300不断地通过3线串口向A3992写入控制字Word0，A3992根据所输入的控制字，调整桥电流的方向和大小，从而控制步进电机按用户的实际需要运转。需要注意的是，控制字Wordl是时间数据控制字，用于设置*区时间、关断时间和快速衰减时间等相关参数，所以C8051F300*对A3992进行一次设置即可，不*反复进行写操作。

3 系统硬件设计

     该系统硬件设计主要是由*机与单片机接口、单片机控制电路和A3992驱动电路组成。其中，*机主要实现用户与单片机的交互，并通过单片机的串口实现与单片机的通信。图3给出C8051F300串口和RS232的接口电路。

      单片机控制电路由C8051F300单片机、供电电源、滤波电容和一系列的I／O端口构成。其中，供电电源采用了A1117稳压器，将5 V输入电压转换成C8051F300适用的3.3 V供电电压，从而*了供电电源的精度。A3992驱动电路是整个系统的功率部分，接收来自控制电路的信号，两桥桥臂输出满足*时序的相电流，从而实现驱动步进电机按用户的要求运转。图4所示给出了系统的主体硬件电路。

4 系统软件设计

      根据系统硬件设计的相关要求设计软件程序，完成系统初始化，接收来自用户的输入指令，控制驱动器按要求运转等功能。具体的系统软件流程设计如图5所示。其中系统初化包括对单片机内的看门狗、I／O端口和A3992的控制字Word0、Wordl参数的初始化。

      采用该步进电机驱动方案可以灵活通过软件编程对步进电机进行*高可达64细分的微步距驱动，因而可方便快捷地*步进电机的运行性能