PHẦN MỞ ĐẦU
1.1.Đặt vấn đề:
Thông thường động cơ bước được điều khiển bằng vi điều khiển và IC số nhưng mạch điều
khiển thường cồng kềnh,khó điều khiển.Với nhu cầu ngày càng tối ưu hóa mạch điều khiển thì
với viêc sử dụng IC chuyên dụng để điều khiển đạt hiệu quả cao cho mục đích này.
Việc sử dụng IC thường ta phải có thêm mạch cầu H nếu muốn đổi chiều động cơ,nhưng với IC
chuyên dụng L298 có tích hợp 2 cầu H nên việc đổi chiều động cơ sẽ dễ dàng hơn rất nhiều.
Trong phạm vi nội dung đồ án này,tôi sẽ tiến hành ghép nối 2 IC L297 và L298 để thiết kế
module công suất điều khiển động cơ bước.
1.2. Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của đồ án : Động cơ bước , 2 IC L297,L298 và cách ghép nối giũa
chúng để thiết kế module điều khiển.
1.3. Mục đích nghiên cứu:
Đồ án được nghiên cứu nhằm thiết kế module công suất điều khiển động cơ bước.
1.4. Phương pháp nghiên cứu:
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng bao gồm:
- Tham khảo tài liệu: tài liệu tham khảo được thu thập chủ yếu qua Internet.
- Tự nghiên cứu: từ nguồn tài liệu thu thập được, quá trình thực hiện đồ án bắt buộc phải trải
qua việc nghiên cứu nguồn tài liệu, chắt lọc những thông tin có giá trị, đồng thời tự suy nghĩ tìm
ra cách giải quyết vấn đề.
- Thực tế làm việc: Từng bước thực hiện giải quyết vấn đề đã đặt ra.Trong quá trình thực hiện
nảy sinh những vấn đề khó khăn mà người nghiên cứu phải trực tiếp giải quyết mới có thể tìm ra
cách giải quyết đúng đắn.
1.5. Phương tiện nghiên cứu:
Các phương tiện phục vụ cho quá trình nghiên cứu bao gồm: file hướng dẫn, sách tham khảo,
tài liệu thu thập từ Internet,…
1.6. Giới hạn của đề tài:
Ứng dụng L297 và L298 thiết kế mạch điều khiển tốc độ động cơ bước
Do còn hạn chế về kiến thức và khả năng nghiên cứu của người nghiên cứu nên đồ án vẫn còn
các hạn chế.
PHẦN 2:

Dựa theo cấu trúc rotor, động cơ bước được chia thành 3 loại:
- Động cơ bước từ trở biến thiên.
- Động cơ bước nam châm vĩnh cửu
- Động cơ bước lai.
Dựa theo cách quấn dây trên stator, động cơ bước được chia thành 2 loại:
- Động cơ bước đơn cực.
- Động cơ bước lưỡng cực.
4
4
Ứng dụng L297 và L298 thiết kế mạch điều khiển tốc độ động cơ bước
Hình : Các bộ phận cấu thành nên động cơ bước.
Ngoài ra, các loại này còn rơi vào một trong hai phương pháp cấu tạo. Trong phương
pháp thứ nhất, Hình 1.3a, rotor có các răng bình thường. Stator có các răng tương tự để
giữ các cuộn dây. Trong phương pháp thứ hai, Hình 1.3b, mặt răng của rotor và stator có
nhiều răng nhỏ hơn. Ưu điểm của các răng nhỏ này là tạo ra các góc bước nhỏ hơn.
1.2.1 Động cơ bước từ trở biến thiên
Các động cơ bước từ trở biến thiên có rotor bằng thép mềm, rotor quay khi các
răng trên rotor bị hút bởi các răng điện từ trên stator. Hoạt động này tương tự như hoạt
động của cuộn solenoid. Các rotor bằng thép có quán tính nhỏ hơn các loại khác. Điều
này cho phép nó đáp ứng nhanh hơn. Tuy nhiên, vì rotor không có từ tính nên không có
lực từ dư khi động cơ không còn được cấp điện và rotor có thể quay tự do. Thông thường,
các góc bước của các động cơ bước từ trở biến thiên là 7,5
o
hoặc 15
o
.
Hình : Động cơ bước từ trở.
1.2.2 Động cơ bước nam châm vĩnh cửu
Các động cơ bước nam châm vĩnh cửu chứa rotor nam châm vĩnh cửu có mô men
duy trì khi động cơ không còn được cấp điện. Mỗi răng nam châm vĩnh cửu được định

o
.
6
6
Ứng dụng L297 và L298 thiết kế mạch điều khiển tốc độ động cơ bước
Hình : Động cơ bước lai
Ngày nay, các động cơ bước được sử dụng rộng rãi là động cơ bước nam châm vĩnh cửu
và động cơ bước lai, với góc bước 1,8
o
. Độ chính xác của hầu hết các động cơ bước là 3%
góc bước (bất chấp số bước trên vòng); thế thì, độ chính xác được cải thiện nhờ vào các
góc bước nhỏ hơn.
Bảng 1.1: Các góc bước tiêu biểu của các loại động cơ bước
Loại động cơ bước Góc bước tiêu biểu
Từ trở biến thiên 7,5
o
; 15
o
Nam châm vĩnh cửu 1,8
o
; 7,5
o
; 15
o
; 30
o
; 45
o
; 90
o

CHƯƠNG 2:
IC L297 và L298
2.1. IC L297
2.1.1.Giới thiệu
L297 là IC điều khiển động cơ
bước
thường dùng trong các ứng dụng điều khiển
10
10
Ứng dụng L297 và L298 thiết kế mạch điều khiển tốc độ động cơ bước
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

14
Ứng dụng L297 và L298 thiết kế mạch điều khiển tốc độ động cơ bước
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
15
15
Ứng dụng L297 và L298 thiết kế mạch điều khiển tốc độ động cơ bước
2 GND Chân nguồn
0V
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

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.
17
17
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

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

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.
2.1.5.1 Chế độ nửa
bước:
Để chọn chế độ này, chân HALF/FULL phải ở mức
cao.
2.1.5.2 Chế độ bình thuờng
:
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.
2.1.5.3 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)
class="bi xd yd1 w6 h15"
2.1.6 Đặc tính
điện:

2.2.4 Sơ đồ
chân
2.2.5 Thông số về nhiệt
độ: