(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811360977.9
(22)申请日 2018.11.15
(71)申请人 南宁学院
地址 530200 广西壮族自治区南宁市邕宁
区龙亭路8号
(72)发明人 黄译锋 黄才贵 朱浩亮 李利荣
姚锦金 杨秋香 谈华雄 蒋建旭
尹选平
(74)专利代理机构 贵阳睿腾知识产权代理有限
公司 52114
代理人 谷庆红
(51)Int.Cl.
G05B 19/042(2006.01)
B23K 26/362(2014.01)
(54)发明名称
一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机
(57)摘要
本发明提供的一种基于STM32单片机激光雕
刻机和写字机的驱动控制电路；包括电机驱动电
路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、
激光头驱动电路、控制电路，所述电机驱动电路、
降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光
头驱动电路分别连接在控制电路上，所述电机驱
字机的X轴和Y轴进行控制。本发明通过合理的设
置电感线圈，基于电磁感应的原理，采用了无线
电能传输的方式对整个电路进行供电，而无线电
能传输避免了重复的电源插拔，提高了用电安全
和使用寿命，此外本发明的结构简单、使用方便、
电路成本低且同时适用于雕刻机和写字机的应
用电路，
有较好的实际应用价值和应用前景。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 109445346 A 2019.03.08
C N 109445346
A
1.一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：包括电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路、控制电路，所述电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路分别连接在控制电路上，所述电机驱动电路通过两个独立的芯片对激光雕刻机或打字机的X轴和Y轴进行控制。
2.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述电机驱动电路包括芯片U5和芯片U6，芯片U5的引脚7与控制电路芯片U1的PB8引脚连接，引脚8与芯片U1引脚PB9相连，芯片U6的引脚7和引脚8分别与芯片1的PB10引脚和PB11引脚连接，U5和芯片U6的引脚16均与电源VMOT相连，引脚14、13、12、11均分别与步进电机接口1、2、3、4引脚相连，引脚2、3、4、5、6、10均与 3.3V(电源)相连，引脚1、9、15均与GND(接地)相连。
3.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述降稳压电路包括芯片U3，芯片U3的1、3、4引脚分别与接地端GND、开关管S1的3引脚、3.3V电源连接，所述开关管的1引脚与电源VMOT连接，芯片U3的2引脚与4引脚连接，4引脚通过薄膜电容EC2和电容C5并联后接地，芯片U3的3引脚通过薄膜电容EC1后接地。
4.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述激光头驱动电路包括三极管Q1，三极管Q1的基级通过电阻R1与芯片U1的PA1引脚连接，三极管Q1的集电极和发射极分别连接激光头和接地。
5.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述光电传感模块包括4个光电传感器J8、J9、J10、J11，所述光电传感器J8、J9、J10、J11分别与芯片U1的PA8、PA9、PA10、PA11端口连接。
6.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述数据传输电路包括收发器U9，收发器U9与芯片U1的TXD3233、RXD3232引脚连接。
7.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述芯片U1为STM32F103C8T6单片机。
8.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述芯片U3为AMS1117-3.3芯片。
9.如权利要求1所述的基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路，其特征在于：所述U5和U6为A4988芯片。
权 利 要 求 书1/1页CN 109445346 A
一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路。
背景技术
[0002]由于激光具有很好的单性、相干性、方向性和高能量密度，又是在长期理论研究和时代需求的背景下应运而生的，所以从一出现就获得了异乎寻常的飞快发展。但是，由于目前市面上的激光雕刻机产品的电路各有不同，给电子爱好者们的DIY带来了麻烦，而且市面上的激光雕刻机电路并不都适合用单片机作为主控芯片，也无法共用于写字机驱动电路。因此，本发明旨在于使激光雕刻机和写字机都能
够有同一适用的电路，且便于电子爱好者和学生党进行扩展和开源，更好的用编程语言对电路和芯片做操作和开发。
发明内容
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路。
[0004]本发明通过以下技术方案得以实现。
[0005]本发明提供的一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路；包括电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路、控制电路，所述电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路分别连接在控制电路上，所述电机驱动电路通过两个独立的芯片对激光雕刻机或打字机的X轴和Y轴进行控制。
[0006]所述电机驱动电路包括芯片U5和芯片U6，芯片U5的引脚7与控制电路芯片U1的PB8引脚连接，引脚8与芯片U1引脚PB9相连，芯片U6的引脚7和引脚8分别与芯片1的PB10引脚和PB11引脚连接，U5和芯片U6的引脚16均与电源VMOT相连，引脚14、13、12、11均分别与步进电机接口1、2、3、4引脚相连，引脚2、3、4、5、6、10均与3.3V相连，引脚1、9、15均与GND相连。[0007]所述降稳压电路包括
芯片U3，芯片U3的1、3、4引脚分别与接地端GND、开关管S1的3引脚、3.3V电源连接，所述开关管的1引脚与电源VMOT连接，芯片U3的2引脚与4引脚连接，4引脚通过薄膜电容EC2和电容C5并联后接地，芯片U3的3引脚通过薄膜电容EC1后接地。[0008]所述激光头驱动电路包括三极管Q1，三极管Q1的基级通过电阻R1与芯片U1的PA1引脚连接，三极管Q1的集电极和发射极分别连接激光头和接地。
[0009]所述光电传感模块包括4个光电传感器J8、J9、J10、J11，所述光电传感器J8、J9、J10、J11分别与芯片U1的PA8、PA9、PA10、PA11端口连接。
[0010]所述数据传输电路包括收发器U9，收发器U9与芯片U1的TXD3233、RXD3232引脚连接。
[0011]所述芯片U1为STM32F103C8T6单片机。
[0012]所述芯片U3为AMS1117-3.3芯片。
[0013]所述U5和U6为A4988芯片。
[0014]本发明的有益效果在于：通过合理的设置电感线圈，基于电磁感应的原理，采用了无线电能传输的方式对整个电路进行供电，而无线电能传输避免了重复的电源插拔，提高了用电安全和使用寿命，此外本发明的结构简单、使用方便、电路成本低且同时适用于雕刻机和写字机的应用电路，有较好的实际应用价值和应用前景。
附图说明
[0015]图1是本发明的结构示意图；
具体实施方式
[0016]下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。[0017]一种基于STM32单片机激光雕刻机和写字机的驱动控制电路；包括电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路、控制电路，所述电机驱动电路、降稳压电路、数据传输电路、光电传感电路、激光头驱动电路分别连接在控制电路上，所述电机驱动电路通过两个独立的芯片对激光雕刻机或打字机的X轴和Y轴进行控制。[0018]所述电机驱动电路包括芯片U5和芯片U6，芯片U5的引脚7与控制电路芯片U1的PB8引脚连接，引脚8与芯片U1引脚PB9相连，芯片U6的引脚7和引脚8分别与芯片1的PB10引脚和PB11引脚连接，U5和芯片U6的引脚16均与电源VMOT相连，引脚14、13、12、11均分别与步进电机接口1、2、3、4引脚相连，引脚2、3、4、5、6、10均与3.3V电源相连，引脚1、9、15均与GND接地相连。
[0019]所述降稳压电路包括芯片U3，芯片U3的1、3、4引脚分别与接地端GND、开关管S1的3引脚、3.3V电源连接，所述开关管的1引脚与电源VMOT连接，芯片U3的2引脚与4引脚连接，4引脚通过薄膜电容EC2和电容C5并联后接地，芯片U3的3引脚通过薄膜电容EC1后接地。[0020]所述激光头驱动电路包
括三极管Q1，三极管Q1的基级通过电阻R1与芯片U1的PA1引脚连接，三极管Q1的集电极和发射极分别连接激光头和接地。
[0021]所述光电传感模块包括4个光电传感器J8、J9、J10、J11，所述光电传感器J8、J9、J10、J11分别与芯片U1的PA8、PA9、PA10、PA11端口连接。
[0022]所述数据传输电路包括收发器U9，收发器U9与芯片U1的TXD3233、RXD3232引脚连接。
[0023]所述芯片U1为STM32F103C8T6单片机。
[0024]所述芯片U3为AMS1117-3.3芯片。
[0025]所述U5和U6为A4988芯片。
[0026]所述电机驱动模块分为Y轴和X轴上的两对A4988芯片和两对二相四线制双极步进电机，Y轴上的A4988芯片共有16个引脚，其中引脚7与单片机PB8引脚相连，引脚8与单片机PB9引脚相连，引脚16与VMOT(+5V)相连，引脚14与步进电机接口1引脚相连，引脚13与步进电机接口2引脚相连，引脚12与步进电机接口3引脚相连，引脚11与步进电机接口4引脚相连，引脚2、3、4、5、6、10与3.3V(电源)相连，引脚1、9、15与GND(接地)相连；X轴上的A4988芯片共有16个引脚，其中引脚7与单片机PB10引脚相连，引脚8与单片机PB11引脚相连，引脚16与VMOT(+5V)相连，引脚14与步进电机接口1引脚相连，
引脚13与步进电机接口2引脚相连，引脚12与步进电机接口3引脚相连，引脚11与步进电机接口4引脚相连，引脚2、3、4、5、6、10
与3.3V(电源)相连，引脚1、9、15与GND(接地)相连；
[0027]所述降稳压模块为AMS1117-3.3芯片一块，其IN(输入)引脚3与SW-SPDT自锁开关3引脚相连，其OUT(输出)引脚2与其引脚4相连，其引脚1与GND(接地)相连。
[0028]所述数据传输模块为STM32单片机上的RXD3232与TXD3233引脚，其通过DB9连接器将RS232转串口线引出并接入通信端进行串口通信下的数据传输，再由一块MAX3232收发器芯片实现RS232真正性能，该芯片共有16个引脚，其中引脚16与3.3V(电源)相连，引脚15、1、2、3、6与GND(接地)相连，引脚4与引脚5相连，引脚9与单片机引脚PA7相连，引脚10与单片机引脚PA6相连，引脚7与单片机引脚TXD3233相连，引脚8与单片机引脚RXD3232相连，引脚11与引脚14相连，引脚12与引脚13相连；其中MAX3232收发器芯片的引脚1、4、5、6、7、8、9分别与DB9连接器的1、4、5、6、7、8、9口相连，MAX3232收发器芯片的引脚7和8分别与DB9连接器的3和2口相连。
[0029]所述光电传感模块为光电传感器接口元件，其共有4块光电传感器，除光电传感器接口元件的引脚3全与3.3V(电源)相连和引脚1全与GND(接地)相连以外，其4块光电传感器的每个引脚2则分别与单片机的引脚PA8、PA9、PA10、PA11相连。
[0030]所述激光头驱动模块为NPN三极管驱动的激光头接口部分，其激光头接口引脚1与NPN三极管引脚2(集电极)相连，激光头接口引脚2与3.3V(电源)相连，NPN三极管引脚3(发射极)与GND(接地)相连，NPN三极管引脚1串联一个1K电阻后与单片机引脚PA1相连。[0031]所述控制模块所用芯片为STM32F103C8T6单片机一块，其引脚OSC_32IN和OSC_ 32OUT分别接入32.768KHz晶振电路作为外部时钟信号和驱动程序部分，引脚OSC_IN和OSC_ OUT分别接入8MHz晶振电路作为外部振荡器引脚并于内部放大器构成振荡电路；其引脚PA13、PA14分别与SWD串行调试接口引脚4、3相连，而SWD串行调试接口上的NRST引脚5与单片机引脚7相连作为异步复位引脚具有施密特功能可在输入电压低于1.9V的时候将芯片复位；其引脚PA1与激光头驱动模块电路相连构成激光头驱动控制部分；其引脚PA8、PA9、PA10、PA11分别与4块光电传感器的每个引脚2相连；其引脚PA6、PA7与MAX3232收发器芯片的引脚10、9相连构成收发器信号控制部分；其引脚TXD3233、RXD3232与MAX3232收发器芯片的引脚7、8相连并同时接入DB9连接器的2口和3口构成数据传输控制部分；其引脚44连入自锁开关BOOT0部分作为系统启动模式选择控制部分；其引脚PB0、PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6、PB7分别与矩阵键盘上8引脚一一对应相连构成矩阵键盘控制部分；其引脚PB8、PB9分别与A4988芯片上的引脚7、8相连，其引脚PB10、PB11分别与另一块A4988芯片上的引脚7、8相连，构成电机驱动器控制部分。
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