上海蜀乾自動化設(shè)備SQchendailshdanD有限公司是西門子一級代理商，是西門子自動化與驅(qū)動集團認證的西門子數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動的第三方合作伙伴。 

公司代理全系列西門子數(shù)控系統(tǒng)，伺服驅(qū)動電機，變頻器，直流調(diào)速裝置，軟啟動器、觸摸屏，可編程控制器等產(chǎn)品的銷售，同時提供零部件維修、電柜設(shè)計、plc編程調(diào)試及普通機床和加工中心的數(shù)控改造等增值服務(wù)。產(chǎn)品廣泛適用于車、銑、磨、刨、鉆等金屬切削機床和各類機床設(shè)備及鋼鐵、重工、機械、軍工、造船、電子、電機、制藥、醫(yī)療、紡織、印刷、輕工、包裝、廣告媒體等領(lǐng)域，同時配備完善的售后服務(wù)及過程監(jiān)控.為各行業(yè)用戶提供服務(wù)，為用戶帶來更多效益是我們的目標！我們期待著與您合作。

原裝西門子基礎(chǔ)電源模塊6SL3130-1TE31-0AA0 原裝西門子基礎(chǔ)電源模塊6SL3130-1TE31-0AA0 
SINAMICS S120 基礎(chǔ)電源模塊 輸入：3AC 380-480V,50/60Hz 輸出:600V DC，167A，100kW 結(jié)構(gòu)形式：書本尺寸 內(nèi)部風(fēng)冷 包含 DRIVE-CLiQ 電纜 

前一期發(fā)表了《步進電機使用介紹》，介紹步進電機的組成結(jié)構(gòu)、工作原理和驅(qū)動電路。通過那篇文章，我們知道要控制步進電機旋轉(zhuǎn)就需要時刻給步進電機發(fā)送脈沖。這帶來了些問題，比如需要步進電機一直旋轉(zhuǎn)，單片機就只能一直給它發(fā)送脈沖了，就很難去做其他事情了。還有步進電機相位越多需要控制引腳也就越多，如果步進電機數(shù)量多了單片機引腳根本不夠用，那么有沒有解決方法呢？

為了解決步進電機脈沖控制和引腳使用問題，我設(shè)計了一個簡單的步進電機控制模塊，使用兩個引腳就能控制步進電機轉(zhuǎn)動了。

模塊時序圖
▼
下圖是控制模塊的時序圖。

通信使用了兩根線，時鐘SCL、數(shù)據(jù)SDA。

時序解釋：
1、SDA數(shù)據(jù)只能在SCL低電平時改變，SCL上升沿對SDA采樣。
2、當(dāng)SCL被拉低2ms到5ms時，模塊復(fù)位開始下一次控制數(shù)據(jù)接收。
3、數(shù)據(jù)傳播時間不能大于1000ms。
4、傳播完數(shù)據(jù)后SCL要置為高電平，SDA置為低電平。

數(shù)據(jù)解釋：
1、數(shù)據(jù)總共有24位。
2、位到第八位為控制命令，第九位到第二十四位為步進電機脈沖個數(shù)。
3、位需為1，第八位需為0。
4、D：0-順時針旋轉(zhuǎn)，1-逆時針旋轉(zhuǎn)。
5、TY1，TY0：0,0-PWM模式，0,1-脈沖模式，1,0-一直旋轉(zhuǎn)模式。
6、TM2，TM1，TM0：脈沖寬度（0~7ms）。
7、TS15，······，TS0：脈沖個數(shù)（0~2^16-1）。

步進電機工作模式：PWM模式、脈沖模式、一直旋轉(zhuǎn)模式。

1、PWM模式：控制位TY1，TY0設(shè)置為0，0。步進電機旋轉(zhuǎn)時間和速度由SDA上的PWM信號控制。在該模式下，TM2，TM1，TM0以及TS15，······，TS0位無效。

2、脈沖模式：控制位TY1，TY0設(shè)置為0，1。步進電機旋轉(zhuǎn)時間由TS15，······，TS0位的脈沖個數(shù)控制，旋轉(zhuǎn)速度由脈沖寬度TM2，TM1，TM0位控制。如果TS15，······，TS0都被設(shè)置為0，則步進電機會切換到一直旋轉(zhuǎn)模式下工作。

3、一直旋轉(zhuǎn)模式：控制位TY1，TY0設(shè)置為1，0。步進電機會一直旋轉(zhuǎn)下去，直到重新接收到控制命令，旋轉(zhuǎn)速度由脈沖寬度TM2，TM1，TM0位控制。在該模式下TS15，······，TS0位無效。

為什么要選擇這種雙線控制方法呢？大家有沒有覺得它有點像IIC通信，一開始我本來打算用UART通信方式控制，可后來發(fā)現(xiàn)單片機的UART接口一般只有一個，也就是說只能控制一個步進電機了。后來想過IIC、SPI協(xié)議，后根據(jù)步進電機的控制特征，就在IIC協(xié)議上做了些改進，去除了IIC麻煩的起始、回饋、停止位。

本文設(shè)計的模塊沒有設(shè)置從機地址匹配位，所以每添加一個步進電機就需要添加單片機的兩個引腳控制，有興趣的可以參考IIC協(xié)議添加地址匹配位。

模塊電路設(shè)計
▼
協(xié)議時序設(shè)計好了，接下來就來設(shè)計模塊的電路部分了。

電路中使用了STC15F104E單片機，它有六個IO口，剛好夠用，四個負責(zé)四相步進電機驅(qū)動，兩個負責(zé)接收控制數(shù)據(jù)。電路驅(qū)動使用了4個9013三極管，大家也可以使用ULN2003芯片來驅(qū)動，具體設(shè)計方法可參考《步進電機使用介紹》。

準備電子元器件按照電路圖焊接電路板。

電路部分還是比較簡單的，重點還是在通信協(xié)議時序設(shè)計部分。

由于步進電機工作時需要的電流比較大，可能會拉低電源電壓導(dǎo)致單片機不能正常工作，那么步進電機就不能按照控制信號正常工作了，為了避免這種情況發(fā)生，可以給單片機單獨供電或者在單片機電源端加大電容，比如100uF的電解電容。

模塊上的SCL、SDA引腳也是單片機串口的Rx、Tx引腳，所以非常方便模塊程序升級。

程序?qū)崿F(xiàn)
▼
上文接收的控制協(xié)議時序是主機發(fā)送的，模塊是個從機，它的任務(wù)就是解析主機發(fā)過來的數(shù)據(jù)。模塊一直在監(jiān)聽SCL的電平變化，當(dāng)SCL低電平持續(xù)時間超過2ms，模塊重新復(fù)位，當(dāng)SCL由低電平變?yōu)楦唠娖侥K采集SDA的電平。模塊總共會接收由SDA發(fā)出的24個電平數(shù)據(jù)，前8個為控制命令，后16個為脈沖個數(shù)數(shù)據(jù)。

SCL引腳上的復(fù)位低電平監(jiān)聽是通過定時器0實現(xiàn)的，定時器0會每隔1ms檢測一次SCL的電平，如果連續(xù)兩次檢測到SCL都為低電平，則單片機復(fù)位。定時器0是在接收到24位數(shù)據(jù)后啟動的，也就是它是用來監(jiān)聽下一次控制數(shù)據(jù)。

當(dāng)模塊開始接收數(shù)據(jù)時看門狗就會開啟，看門狗的復(fù)位時間大約為1s，如果模塊在1s內(nèi)沒有接收到24位數(shù)據(jù)，則模塊復(fù)位。這樣做的目的是防止外部主機發(fā)生異常不能發(fā)送完24位數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致模塊一直處于死循環(huán)狀態(tài)。有了看門狗，如果外部主機發(fā)生異常，模塊也能及時復(fù)位，進入下一次控制數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。

我們公司上海蜀乾自動化SQchendailshdanD設(shè)備有限公司是西門子11年的代理商，優(yōu)勢產(chǎn)品如下
西門子數(shù)控系統(tǒng) 運動控制系統(tǒng) 工業(yè)自動化系統(tǒng)
808  828 810D 840D 840DSL  S120變頻器 
控制單元、CF卡、電源模塊、功率模塊、電機模塊、電抗器、濾波器、伺服電機、電纜、手輪（手持單元）、操作面板、操作鍵盤、op屏，數(shù)控主板、NCU、PCU、CCU以及各種數(shù)控零件
以下面開頭的型號，我們有大量現(xiàn)貨庫存，價格很有優(yōu)勢，當(dāng)天發(fā)貨。歡迎詢價
6SL  、6FC、6SN  
6FX 、6AU 、
1FT 、1FK 、1PH 、1FE
1FW 、1FN 、6DD
例如類似的型號
6SL3000-0CE15-0AA0、6SL3040-1LA00-0AA0、6SL3120-2TE15-0AD0
6SL3100-1AE31-0AB1、6SL3210-1SE31-0UA0、6SL3130-1TE22-0AA0
6SL3054-0EH01-1BA0、6SL3162-2MB00-0AC0、6SL3055-0AA00-4CA5
6FC5203-0AF22-0AA2、6FC5247-0AA06-0AA0、6FC5210-0DF22-2AA0
6SN1118-0DM33-0AA2 、6SN1123-1AA00-0CA2、6SN1145-1AA01-0AA2
6FX2007-1AC14  、6FX2001-5QD13-1AA0、6AU1410-2AD00-0AA0
1FK7060-5AF71-1AG0、6DD1607-0AA2、6DD1681-0GK0