Tài liệu L297 - datasheet doc

Nó có chức năng tạo ra 4 pha tín hiệu điều khiển tương ứng với 2 pha của động cơ bước lưỡng cực hoặc 4 pha của động cơ bước đơn cực.. Sử dụng chip này, ta có thể điều khiển mô tơ bước ở

+ Tài liệu này là bản dịch từ datasheet của IC L297 của hãng STMicroelectronics

+ Tài liệu được phổ biến với mục đích phi lợi nhuận

+ Nếu có đăng lại tài liệu này ở các trang web khác, xin ghi rõ

“ nguồn VAGAM ”

+ Các bạn có thể trao đổi, góp ý cho tài liệu dịch này hoàn thiện hơn tại diễn đàn VAGAM: http://www.vagam.dieukhien.net

+ Nếu rãnh rỗi, xin ghé thăm VAGAM để có được các bản dịch datasheet của các IC khác cũng như nhiều tài liệu điện tử, cơ – điện tử khác

+ Cuối cùng, nếu có hứng thú, mời bạn tham gia nhóm dịch thuật (cũng như các nhóm học thuật khác) VAGAM để cộng đồng có nhiều tài liệu hữu ích hơn nữa

Nhóm VAGAM http://www.vagam.dieukhien.net

L297 – datasheet

Ngày: 13/8/2007 Dịch bởi: Trietnguyen Nguồn: Diễn đàn VAGAM

I> Giới thiệu:

L297 là IC điều khiển động cơ bước

thường dùng trong các ứng dụng điều khiển điện tử Nó có chức năng tạo ra 4 pha tín hiệu điều khiển tương ứng với 2 pha của động cơ bước lưỡng cực hoặc 4 pha của động cơ bước đơn cực Sử dụng chip này, ta có thể điều khiển mô tơ bước ở chế độ nửa bước, normal and wave drive mode và tích hợp cả mạch PWM để điều chỉnh dòng điện cuộn dây trong

mô-tơ Với IC này, để điều khiển động cơ, ta chỉ cần tín hiệu xung clock, tín hiệu logic cho chiều quay, chế độ IC này giúp giảm việc tạo các phase điều khiển (trước đây được tạo bằng các chip vi xử lý) nên chương trình điều khiển động cơ rất gọn

IC được đóng gói trong vỏ hai hàng chân DIP20 hoặc SO20 thông dụng, và thường dùng kèm với các IC mạch cầu công suất như L298N hoặc L293E

Một mạch ứng dụng điển hình:

II> Sơ đồ chân và sơ đồ khối:

III> Chức năng các chân:

1 SYNC Chân ngõ ra mạch dao động chopper bên trong chíp (on-chip)

Chân này có tác dụng đồng bộ hóa xung nhịp (trong mạch nhiều L297) Sử dụng chân này như sau:

+ Khi cần đồng bộ hóa hai hay nhiều IC L297 trong mạch, ta nối các chân SYNC với nhau Khi đó, ta chỉ cần 1 mạch dao động gắn

ở một IC L297 bất kì

+ Chân này đồng thời là ngõ vào cho nguồn clock ngoài

Cách nối đồng bộ các L297

3 HOME Chân ngõ ra cực thu để hở báo L297 đang ở trạng thái khởi tạo

(ABCD=0101) Khi chân này xuất tín hiệu “tích cực” thì các transistor đang trạng thái hở (open)

4 A Tín hiệu phase A của mô-tơ

5 INH1 Chân này tích cực mức thấp, điều khiển hai phase A,B để bảo vệ

dòng xả ngược cuộn dây

Còn khi chân CONTROL mức thấp, chân này được sử dụng để ổn định dòng tải động cơ

6 B Tín hiệu phase B của mô-tơ

7 C Tín hiệu phase C của mô-tơ

8 INH2 Chức năng giống chân INH2 Điều khiển phase C, D

9 D Tín hiệu phase D của mô-tơ

10 ENABLE Chân cho phép hoạt động (enable) Khi chân này ở mức thấp, chân

ngõ ra phase A, B, C, D, INH1, INH2 bị kéo xuống mức thấp

11 CONTROL Chân điều khiển hoạt động CHOPPER

Khi chân này ở mức thấp, hoạt động CHOPPER thông qua 2 chân INH1, INH2 Khi chân này mức cao, hoạt động CHOPPER thông qua các phase A,B,C,D

12 V S Chân nguồn 5V

13 SEN2 Chân ngõ vào cầu phân áp để hồi tiếp độ lớn dòng tải ở tần công

suất của phase C, D

14 SEN1 Chức năng giống chân SEN2 cho phase A, B

15 V REF Điện áp tham chiếu cho mạch chopper Điều chỉnh áp đặt vào chân

này để thay đổi dòng tải đỉnh

16 OSC Chân ngõ vào mạch dao động RC để qui định tần số chopper Khi

dùng chức năng đồng bộ thì chân này nối với 0V (ngoại trừ chip tạo dao động cho hệ đồng bộ L297)

+ Tần số: f=1/0.69RC

17 CW/CCW Chân điều khiển chiều quay động cơ Chiều quay còn phụ thuộc

vào cách đấu dây cho động cơ

18 CLOCK Chân clock cho động cơ Loại xung tích cực mức thấp Moto

“bước” khi có cạnh xuống ở chân này

19 HALF/FULL Chân chọn lựa chế độ quay đủ bước, nửa bước

20 RESET Ngõ vào RESET RESET là làm cho trạng thái động cơ trở về vị

trí HOME (tầng 1, ABCD=0101)

IV> Hoạt động:

IC L297 được chế tạo để dùng với mạch cầu đôi (IC tích hợp hoặc linh kiện rời) trong các ứng dụng điều khiển động cơ bước thông dụng Các tín hiệu vào là: xung clock bước, tín hiệu chiều quay (quay thuận/nghịch), chế độ quay (đủ bước/nửa bước) và xuất tín hiệu ra điều khiển phần công suất

Nguyên lý hoạt động của L297 thực chất là bộ chuyển tín hiệu điều khiển logic đơn giản thành chuỗi tín hiệu điều khiển các phase động cơ phù hợp L297 có tích hợp mạch chopper PWM giúp ổn định dòng tải trong cuộn dây động cơ IC L297 có thể tạo ra 3 loại chuổi xung điều khiển tùy theo tín hiều ở chân HALF/FULL Nhà sản xuất gọi 3 chế độ này là “bình thường” (normal – cấp điện 2 phase mỗi lần kích) và “sóng”-wave (chỉ cấp điện cho 1 phase trong mỗi lần kích) và chế độ nửa bước (luân phiên cấp điện một phase-hai phase) Hai ngõ ra “cấm”-inhibit, thường được kết nối trực tiếp với chân enable của L298 để xả dòng ngược cuộn dây Khi dùng L297 điều khiển động cơ lưỡng cực, hai tín hiệu này tác động lên phase điều khiển

Chân “CONTROL” để điều chỉnh giữa 2 chế độ chopper (chọn lựa chế độ tín hiệu chopper xuất ra chân INHx hay xuất ra tín hiệu phase) Khi chopper trên các phase, phase không tích cực (của mỗi cặp AB hoặc CD) được tích cực (thay vì ngắt các phase rồi lại đóng phase) Trong ứng dụng của cặp L297+L298, kĩ thuật này giúp giảm tiêu tán công suất ở điện trở cảm biến tải

Mạch dao động nội trong chip (on-chip) kích 2 mạch chopper Nó tạo xung để set 2 flip-flop FF1 và FF2 Khi dòng tải trong cuộn dây bằng dòng qui định, rơi áp trên 2 điện trở cảm ứng dòng (nối với 2 chân SENS1 và SENS2) bằng với VREH và do đó mạch so sánh reset flip-flop ngắt dòng tải để chờ xung dao động tiếp theo Dòng tải đỉnh của 2 cuộn dây được đặt thông qua điện áp ở chân VREF

Với mạch có nhiều L297, vấn đề nhiểu mass được giải quyết bằng hoạt động đồng

bộ (nối các chân SYNC với nhau, gắn mạch RC ở một L297 nào đó và nối chân OSC ở các L297 còn lại với MASS)

V> Chuổi xung Phase của L297:

Bên dưới là giản đồ chuyển đổi xung điều khiển thành xung pha của 3 chế độ hoạt động của động cơ Lưu ý, xung clock step tích cực mức thấp nghĩa là high-low-high (tích cực bằng cạnh lên)

Trong giản đồ là chiều quay thuận Để có chiều quay ngược, chỉ cần đảo chân RESET để làm cho mạch xử lý trong chip (translator) về tần 1, khi đó ABCD =0101

1 Chế độ nửa bước:

Để chọn chế độ này, chân HALF/FULL phải ở mức cao

2 Chế độ bình thường:

Chế độ bình thường còn gọi là chế độ 2-phase-mở được thiết lập khi chân FULL/HALF ở mức thấp VÀ khi mạch điều khiển đang ở tần lẻ (1-3-5-7) Trong chế độ này, hai chân cấm INHx luôn ở trạng mức cao

3 Chế độ “sóng”-wave drive mode

Chế độ điều khiển sóng còn gọi là “một phase mở” được thiết lập khi chân HALF/FULL ở mức thấp và mạch điều khiển phase đang ở tần chẳng (2-4-6-8)

V> Đặc tính điện:

Giản đồ xung clock: