L298N是雙全橋步進電機專用驅(qū)動芯片，內(nèi)部包含4信道邏輯驅(qū)動電路，是一種二相和四相步進電機的專用驅(qū)動器，可同時驅(qū)動2個二相或1個四相步進電機，內(nèi)含二個H-Bridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn)：TTL邏輯準(zhǔn)位信號，可驅(qū)動46V、2A以下的步進電機，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓;此芯片可直接由單片機的I/O端口來提供模擬時序信號。

　　電機驅(qū)動部分是由驅(qū)動芯片L298及其外圍電路構(gòu)成，其中L298的2、3腳和13、14腳(即芯片的輸出端)分別與步進電機的四根線相連。而5、6、7、10、11、12腳就依次與單片機的P1口的六個管腳相連，從而實現(xiàn)了單片機與L298以及步進電機的串聯(lián)控制，如圖4所示。

　　圖中很重要的部分是由四個二極管連成的保護電路，其作用是防止由于步進電機的轉(zhuǎn)速提高而產(chǎn)生的自感電動勢損壞芯片。轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)使用的電機驅(qū)動電壓是28V，所以二極管的負端接28V的參考電壓。

　　單片機P1口控制電路產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，推動步進電機轉(zhuǎn)動。脈沖信號頻率的高低，決定了步進電機轉(zhuǎn)動的快慢，實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速的功能;脈沖信號彼此間相位的滯后和超前，決定了轉(zhuǎn)動的方向是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。

　　串口通信模塊

　　系統(tǒng)采用串口通信，來實現(xiàn)計算機與單片機的通信。在單片機和上位機進行遠距離串行通信時，由于通信協(xié)議不統(tǒng)一，電壓大小不一致，因此需要進行電平轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)采用MAX232芯片實現(xiàn)信號的功率放大和串行接口的電平轉(zhuǎn)換，串口通信電路圖如圖5所示。

　　電流監(jiān)控模塊

　　為了防止電流過大而損壞轉(zhuǎn)臺的電機，造成不必要的損失，該系統(tǒng)設(shè)計了電流監(jiān)測與控制模塊，能夠監(jiān)測流過電機的電流值并及時顯示，當(dāng)電機過大超限時，能夠自動切斷供電電源，從而保護裝備不受損壞。上面的電機驅(qū)動芯片L298的Pin1和Pin15可與電流偵測電阻連接來偵測電機正常工作的情況下的工作電流，通過檢測偵測電阻的電壓值，然后通過歐姆定律換算電流值的方法來測試電機電流。轉(zhuǎn)臺采用的是反應(yīng)式步進電機，其額定電流值1.5安，常用的電流偵測電阻通常是0.1歐姆，因此檢測到的電壓值是在mV級，若要是直接將檢測到的電壓值送給模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0804進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，那么由于精度的原因勢必會對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性造成很大的影響。為了提高測試精度，先將檢測到的電流值經(jīng)過功放芯片OP07作放大處理后再將信號送給模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0804進行處理，從而保證了檢測值的可靠性。ADC0804輸出的數(shù)字信號再通過8255A芯片送給單片機的P2口，經(jīng)過單片機處理后最后將檢測到的數(shù)字信號通過LCD突時顯示出來，若電流值超出電機額定值的5%，系統(tǒng)將自動斷電，以保護轉(zhuǎn)臺設(shè)備不被損壞。電流檢測模塊電路圖如圖6所示。

　　按鍵控制模塊

　　獨立按鍵作為一個外部中斷源，和單片機P3口連接，通過這些按鍵實現(xiàn)控制電機的啟停、轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速等功能。系統(tǒng)采用中斷和查詢相結(jié)合的方法來調(diào)用中斷服務(wù)程序，完成對轉(zhuǎn)臺實時的控制，按鍵控制模塊電路圖如圖7所示。