一种滤光片旋转控制电路、PCB板及其旋转装置

本技术涉及光学测量设备，特别涉及一种滤光片旋转控制电路、pcb板及其旋转装置。

背景技术：

1、目前在光学仪器及实验装置中，采用激光穿透旋转状态下的滤光片以获取相干光的装置中包括旋转装置，所述旋转装置包括支架，仅在支架内设置有电机，通过电机的旋转来对滤光片进行旋转控制，但这种方法精度不高，只能定性的应用。

2、目前，公知的旋转控制电路有很多种，多适用于电视底座、农电监控转台和草坪灯的旋转控制中。例如，申请号为“200710075867.3”的文件中公开了“一种遥控旋转电视底座的系统”，其应用主要是从方便用户在合适角度观看电视，这种旋转并不是全角的，而是在一定角度范围的调解。其控制电路主要包括帮助判断电视底座是否旋转到中间位置、左转最大旋转角度或者右转最大旋转角度，在一定角度范围内进行旋转控制，对旋转状态要求调节的精度不高。再例如，申请号为“201820419352.4”的文件中公开了“一种草坪灯多光恒流加热旋转控制电路”，其控制电路是通过马达带动灯组旋转，提高多组灯光观赏性，观赏性本身具有主观性和非定量性，通过固定多组模式在指定的速度下旋转。由于是在指定速度旋转，对旋转状态要求调节的精度不高，也无法实时对旋转速度进行参数设置并反馈。

3、综上，上述控制电路均无法适用于上述装置中滤光片的旋转要求，也无法达到其精度要求。这是因为上述控制电路存在着下述问题：1、不能实时对旋转速度进行参数设置，导致速度只与电机的额定动力和固定频率匹配；2、由于电路中缺乏转速检测设计，因此调节的精度不高，也不能实现旋转的稳定控制；3、不能实时对旋转速度进行反馈，导致不能对于转速进行实时读取和迭次发出调速指令。

4、如何提高旋转装置中对滤光片的旋转进行稳定的控制，是提升其实验结果复现性技术中亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种滤光片旋转控制电路，以克服现有技术存在的难以对滤光片进行稳定的旋转控制，调节精度不足，不能实时对旋转速度进行设置和反馈的问题。

2、为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：一种滤光片旋转控制电路，包括主控单元、步进电机驱动单元、转速检测单元和显示屏通讯单元，所述主控单元分别与所述步进电机驱动单元、所述转速检测单元和所述显示屏通讯单元电性连接；所述步进电机驱动单元用于根据所述主控单元的pwm信号调节步进电机的旋转状态，其输出与转速检测单元相接，所述转速检测单元用于检测步进电机的转速状态；所述显示屏通讯单元用于向显示屏发送显示信号。

3、进一步的，上述主控单元包括第一控制芯片u1，所述第一控制芯片u1的引脚10和引脚11分别与所述步进电机驱动单元连接，所述第一控制芯片u1的型号为stm32f103c8t6；所述第一控制芯片u1的引脚38与所述转速检测单元连接，所述第一控制芯片u1的引脚21和引脚22分别与所述显示屏通讯单元连接。

4、进一步的，上述步进电机驱动单元包括第二控制芯片u2和第三控制芯片u3，所述第二控制芯片u2的型号为drv8841，所述第三控制芯片u3的型号为74lvc2g04；所述第二控制芯片u2的引脚22与所述第三控制芯片u3的引脚4连接，所述第二控制芯片u2的引脚21与所述第三控制芯片u3的引脚6连接，所述第二控制芯片u2的引脚23和所述第三控制芯片u3的引脚3分别与所述第一控制芯片u1的引脚10连接，所述第二控制芯片u2的引脚16与所述第一控制芯片u1的引脚15连接，所述第二控制芯片u2的引脚20和所述第三控制芯片u3的引脚1分别与所述第一控制芯片u1的引脚11连接；所述第二控制芯片u2用于调节步进电机的转速；所述第三控制芯片u3用于转换所述第一控制芯片u1的pwm信号。

5、进一步的，上述转速检测单元包括霍尔检测部，所述霍尔检测部的引脚1与所述第一控制芯片u1的引脚38连接，所述霍尔检测部的引脚2接地，所述霍尔检测部的引脚3与供电单元连接。

6、进一步的，上述显示屏通讯单元包括第四控制芯片u4，第四控制芯片u1的型号为gm3085e；所述第四控制芯片u4的引脚1与所述第一控制芯片u1的引脚22连接，所述第四控制芯片u4的引脚4与所述第一控制芯片u1的引脚21连接。

7、进一步的，上述显示屏通讯单元还包括第一电压抑制器t1，第一电压抑制器t1的型号为esd05v23t-2a；所述第一电压抑制器t1的引脚1与所述第四控制芯片u4的引脚7连接，所述第一电压抑制器t1的引脚2与所述第四控制芯片u4的引脚6连接。

8、进一步的，上述的滤光片旋转控制电路还包括供电单元，所述供电单元分别与所述主控单元、所述步进电机驱动单元、所述转速检测单元和所述显示屏通讯单元电性连接。

9、进一步的，上述供电单元包括第五控制芯片u5、第六控制芯片u6和第七控制芯片u7，所述第五控制芯片u5的引脚1与所述第六控制芯片u6的引脚1连接，所述第六控制芯片u6的引脚3与所述第七控制芯片u7的引脚3连接；所述第五控制芯片u5的引脚7、所述第六控制芯片u6的引脚3和所述第七控制芯片u7的引脚2分别用于向所述主控单元、所述步进电机驱动单元、所述转速检测单元和所述显示屏通讯单元进行供电。

10、进一步的，上述一种pcb板，包括所述的滤光片旋转控制电路。

11、进一步的，上述一种旋转装置，所述旋转装置包括支架，所述支架内设置有步进电机和调速器，步进电机采用所述的滤光片旋转控制电路进行控制；显示屏与滤光片旋转控制电路中的显示屏通讯单元相接。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

13、1、本实用新型提供了一种滤光片旋转控制电路，在工作时，主控单元接收外部上位机的控制指令，并将该控制指令转换为pwm信号发送至步进电机驱动单元，而步进电机驱动单元则根据该pwm信号来调控步进电机的转速、加速动作、减速动作和反转动作等控制操作，以此实现对滤光片旋转状态的灵活调节，提高测量相干光的精度。其中，主控单元的电路中采用对步进电机输入电流控制指令，转速检测单元的电路中采用实时读取技术，两者相互结合实现了稳定的旋转控制。

14、2、本实用新型利用转速检测单元对步进电机的转速进行检测，并将检测信号反馈至主控单元，而主控单元则利用显示屏通讯单元将该检测信号发送至外部显示屏上，利用显示屏实时显示步进电机的旋转状态，可实时对旋转速度进行参数设置和反馈，这样用户就可实时对相干光的结果和步进电机的旋转状态进行相互校验，提高相干光的测量精度。

15、3、本实用新型对滤光片的旋转状态进行调节，对常规功能分组电路进行了改进，具体改进是：①启动时读取默认参数进行自检确保其稳定性。②参数读取、反馈及迭次指令通过集成芯片处理，响应速度很快。③电路集成设计可实现整体屏蔽和消除阻抗，降低成本，维护方便。

16、4、制备得到集成电路的pcb板，包括：主控单元、步进电机驱动路、转速检测、显示屏通讯、供电五种电路，通过主控单元电路来设置步进电机旋转角速度参数，并且通过显示屏获得实时的参数旋转状态，这样可以准确、定量地确定滤光片旋转对于光学测量相干度的影响，操作简单方便，可有效提高旋转装置的实验复现性，提高了光学测量的效率，有效降低了成本。

17、附图说明

18、图1为本实用新型提供的滤光片旋转控制电路的电路框图；

19、图2为本实用新型提供的滤光片旋转控制电路中所述主控单元的电路结构图；

20、图3为本实用新型提供的滤光片旋转控制电路中所述步进电机驱动单元的电路结构图；

21、图4为本实用新型提供的滤光片旋转控制电路中所述转速检测单元的电路结构图；

22、图5为本实用新型提供的滤光片旋转控制电路中所述显示屏通讯单元的电路结构图；

23、图6为本实用新型提供的滤光片旋转控制电路中所述供电单元的电路结构图；

24、图7为本实用新型提供的旋转装置的整体结构示意图。