基于MCU的三軸運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)

　　硬件設(shè)計(jì)方案

　　多軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器在繪圖儀、3D打印機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等領(lǐng)域用途廣泛。本文設(shè)計(jì)的基于MCU的低成本運(yùn)動(dòng)控制器可實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制，硬件如圖1所示。MCU選用基于Cortex-M3內(nèi)核的32位ARM微控制器STM32F103ZET，主頻達(dá)72MHz，內(nèi)嵌512KB Flash和64KB SRAM，配有豐富的片上外設(shè)(USART, TIMER, I2C, SPI, CAN, ADC, DAC, RTC等)。由MCU的GPIOA端口發(fā)出的X、Y、Z三軸電機(jī)脈沖(PLSX, PLSY, PLSZ)和方向(DIRX, DIRY, DIRZ)指令經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片26C31轉(zhuǎn)換為差分輸出信號(hào)，可連接伺服或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。差分信號(hào)由雙絞線進(jìn)行傳輸，提高了抗干擾能力。GPIOB的低8位是通用輸出，經(jīng)光耦實(shí)現(xiàn)電氣隔離，并由2803對(duì)電流放大，可連接伺服驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)、繼電器、指示燈等。GPIOB的高8位是通用輸入，伺服報(bào)警、行程極限、原點(diǎn)、傳感器等信號(hào)可經(jīng)由光耦隔離輸入。USART接口通過MAX3232轉(zhuǎn)換為RS-232電平與上位機(jī)通訊。