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30 分钟

使用 EasyPIC v8 和 PIC18F45K40 控制任何常见的直流电机

是什么驱动你最近的生活?

DC Motor 12 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

DC Motor 12 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F45K40

终极直流电机驱动解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DC Motor 12 Click基于东芝半导体的TB9054FTG,是一款双通道H桥刷式直流电机驱动器。TB9054FTG允许使用两个电机,每个通道的电流额定为5A,或者在并行工作模式下驱动一个10A通道。其额定工作电压范围为4.5V至28V,电机可以通过SPI串行接口或未连接的头部PWM信号直接控制。低导通阻抗的PWM控制使得电机驱动输出非常高效,确保了高竞争性汽车应用的可靠运行。除了SPI通信,还有几个GPIO引脚连接到mikroBUS™插座引脚,用于控制与PCA9538A I2C可配置端口扩展器相关的TB9054FTG,例如睡眠模式引脚和DC电机通道电流监视引脚(SLP和CM),分别路由到mikroBUS™插座的RST和AN引脚上。PCA9538A还允许通过将标记为ADDR SEL的SMD跳线器定位到标记为0和1的适当位置

来选择其I2C从设备地址的最低有效位(LSB),并将其中断功能路由到mikroBUS™插座的INT引脚上。如前所述,这个Click board™支持双或单直流电机配置。板上标有SW1-SW4的对应开关用于选择电机控制和操作模式。前两个代表电机控制选择的开关 - 更准确地说,是通过PWM信号或通过SPI接口进行控制的选择 - 而后两个代表电机操作模式的选择。有四种可能的模式,即Small模式(两个独立通道)、Large模式(两个通道连接并支持一个直流电机)、Half模式和Prohibited模式,其中通道完全禁用。控制和PWM信号也可以通过板上的J1头部外部引出。在这种情况下,PWM1和PWM2引脚指定电机1的正转、反转或制动模式,PWM3和PWM4引脚指定电机2的这些模式。使能EN引脚选择电机的驱动或停止模

式。可以在附带的数据表中找到广泛的控制和模式选择配置选项。这个Click board™还有额外的LED用于异常指示。如果检测到诸如过温或过流/欠压等状态,则由与中断引脚相关联的红色LED标记为DIAG1和DIAG2指示此类异常。DC Motor 12支持TB9054FTG的外部供电,可以连接到标记为VM的输入端子,应在4.5V至28V的范围内,而DC电机线圈可以连接到标记为OUT1至OUT4的端子上。这个Click board™可以通过VCC SEL跳线器选择3.3V或5V逻辑电压电平进行操作。这样,既可以使用3.3V也可以使用5V逻辑电平的MCU都可以正确使用通信线路。然而,该Click board™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可供进一步开发时参考使用。

DC Motor 12 Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,EasyPIC v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能访问。

EasyPIC v8 开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外,该板还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18F45K40

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

直流齿轮电机 - 430转/分钟(3-6V)代表了电机和齿轮箱的完美结合,增加了齿轮可以降低电机速度同时增加扭矩输出。这款齿轮电机具有斜齿轮箱,使其成为对扭矩和速度要求较低的应用非常可靠的解决方案。齿轮电机的关键参数是速度、扭矩和效率,在这种情况下,无负载时为520转/分钟,最大效率时为430转/分钟,电流为60毫安,扭矩为50克·厘米。额定工作电压范围为3-6V,可顺时针/逆时针旋转,这款电机是机器人技术、医疗设备、电动门锁等众多应用中的理想选择。

DC Motor 12 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Channel Current Monitor
RA2
AN
Sleep
RE1
RST
SPI Chip Select
RE0
CS
SPI Clock
RC3
SCK
SPI Data OUT
RC4
MISO
SPI Data IN
RC5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Signal
RC0
PWM
Interrupt
RB0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RC3
SCL
I2C Data
RC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DC Motor 12 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyPIC v8作为您的开发板开始。

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

软件支持

库描述

该库包含 DC Motor 12 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • dcmotor12_get_motor_current - DC电机12获取电机电流功能。

  • dcmotor12_set_ch1_operation_mode - DC电机12设置ch1操作模式功能。

  • dcmotor12_set_cm_sel_pin - DC电机12设置cm sel引脚功能。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief DC Motor 12 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of DC Motor 12 Click board by controlling the speed
 * of DC motor over PWM duty cycle as well as displaying the motor current consumption.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Changes the operation mode and motor speed by setting the PWM duty cycle and then calculates
 * the motor current consumption for that speed. All data is being logged on the USB UART
 * where you can track changes.
 *
 * @note
 * The Click board swiches should be set as follows: SW 1-2-3-4 : H-H-L-L
 * This sets the Click board as a SPI controlled single-channel device so 
 * the motor should be connected to OUT1/2 and OUT3/4.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dcmotor12.h"

static dcmotor12_t dcmotor12;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    dcmotor12_cfg_t dcmotor12_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    dcmotor12_cfg_setup( &dcmotor12_cfg );
    DCMOTOR12_MAP_MIKROBUS( dcmotor12_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DCMOTOR12_OK != dcmotor12_init( &dcmotor12, &dcmotor12_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( DCMOTOR12_OK != dcmotor12_default_cfg ( &dcmotor12 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    if ( DCMOTOR12_OK == dcmotor12_set_ch1_operation_mode ( &dcmotor12, DCMOTOR12_MODE_OUTPUT_OFF ) )
    {
        log_printf ( &logger, " MODE: OFF\r\n" );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    if ( DCMOTOR12_OK == dcmotor12_set_ch1_operation_mode ( &dcmotor12, DCMOTOR12_MODE_FORWARD ) )
    {
        dcmotor12_set_cm_sel_pin ( &dcmotor12, DCMOTOR12_PIN_LOW_LEVEL );
        for ( uint16_t duty = 0; duty <= DCMOTOR12_CONFIG56_DUTY_PERIOD_MAX; duty += 100 )
        {
            float current;
            log_printf ( &logger, " MODE: FORWARD\r\n" );
            if ( DCMOTOR12_OK == dcmotor12_set_ch1_duty_period ( &dcmotor12, duty ) )
            {
                log_printf ( &logger, " Duty: %u\r\n", duty );
            }
            if ( DCMOTOR12_OK == dcmotor12_get_motor_current ( &dcmotor12, &current ) )
            {
                log_printf ( &logger, " Current: %.3f A\r\n\n", current );
            }
            Delay_ms ( 500 );
        }
    }
    if ( DCMOTOR12_OK == dcmotor12_set_ch1_operation_mode ( &dcmotor12, DCMOTOR12_MODE_BRAKE ) )
    {
        log_printf ( &logger, " MODE: BRAKE\r\n" );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    if ( DCMOTOR12_OK == dcmotor12_set_ch1_operation_mode ( &dcmotor12, DCMOTOR12_MODE_REVERSE ) )
    {
        dcmotor12_set_cm_sel_pin ( &dcmotor12, DCMOTOR12_PIN_HIGH_LEVEL );
        for ( uint16_t duty = 0; duty <= DCMOTOR12_CONFIG56_DUTY_PERIOD_MAX; duty += 100 )
        {
            float current;
            log_printf ( &logger, " MODE: REVERSE\r\n" );
            if ( DCMOTOR12_OK == dcmotor12_set_ch1_duty_period ( &dcmotor12, duty ) )
            {
                log_printf ( &logger, " Duty: %u\r\n", duty );
            }
            if ( DCMOTOR12_OK == dcmotor12_get_motor_current ( &dcmotor12, &current ) )
            {
                log_printf ( &logger, " Current: %.3f A\r\n\n", current );
            }
            Delay_ms ( 500 );
        }
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

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