控制多个直流电机和步进电机,非常适用于 HVAC 系统、LED 照明和电磁阀驱动
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硬件概览
它是如何工作的?
H-Bridge 18 Click 基于德州仪器的 DRV8904-Q1,这是一款汽车级多通道半桥驱动器,专为精确控制有刷直流(BDC)电机和步进电机而设计,并提供高级诊断和保护功能。DRV8904-Q1 支持独立、顺序或并行电机驱动模式,每个半桥可持续输出 1A 电流(并联输出时最大可达 6A)。其架构允许对电机运动进行全面控制,包括前进、后退、自由滑行和制动操作,以确保在苛刻环境下的可靠性能。由于其多功能特性,H-Bridge 18 Click 非常适用于各种汽车、工业和消费电子应用,例如 HVAC 挡板控制、LED 照明、多电机系统和电磁阀驱动,这些场景对精确控制和系统保护至关重要。该 Click 板通过标准 16 位 SPI 接口与主 MCU 进行通信,支持高达 5MHz 的运行速度,
并具备菊链支持,以便集成到复杂系统中。其主要特点之一是集成了八个可编程 PWM 发生器,可在电机运行期间精确限制电流或实现可控的 LED 调光。DRV8904-Q1 还内置多种诊断和保护机制,以提高系统可靠性,包括实时故障监测和报告,确保能够立即检测和响应短路、欠压或过热等问题。此外,该设备具有低电流开路检测(OLD)模式,即使在负载电流极低时也能准确识别开路状态,并支持被动 OLD 模式用于离线故障检测。H-Bridge 18 Click 通过外部电源供电,连接至 VM 端子,推荐工作电压范围为 4.5V 至 32V。除了 SPI 接口,该 Click 板还包括专用控制引脚,以增强电源管理和故障监测能力。SLP 引脚可在低电平时使设备进入低功耗睡眠模式,而设置为高
电平时可使驱动器正常运行。此外,FLT 引脚作为故障指示信号,在检测到错误情况时向系统发出警报。为了提供清晰的视觉反馈,该板集成了相应的 LED 指示灯,包括黄色 SLEEP LED 指示设备处于低功耗模式,以及红色 FAULT LED 指示检测到的故障状态,以确保实时状态监测并提高系统可靠性。除了负载连接端子外,该板还包括四个专用的测试点挂钩,可用于监测和诊断连接的负载状态。该 Click 板可通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压,以便 3.3V 和 5V 兼容的 MCU 能够正确使用通信线路。此外,该 Click 板配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE
mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口
来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
PIC32
MCU 内存 (KB)
2048
硅供应商
Microchip
引脚数
100
RAM (字节)
524288
你完善了我!
配件
直流齿轮电机 - 430RPM (3-6V) 是电机和齿轮箱的全合一组合,通过添加齿轮,电机速度降低,同时输出扭矩增加。这款齿轮电机配备了正齿轮箱,成为了低扭矩和低速度需求应用的高度可靠解决方案。对于齿轮电机来说,最关键的参数是速度、扭矩和效率。在这种情况下,空载速度为 520RPM,最大效率下的速度为 430RPM,电流为 60mA,扭矩为 50g.cm。该电机额定工作电压范围为 3-6V,支持顺时针/逆时针旋转方向,是许多最初由有刷直流电机执行的功能的理想解决方案,如机器人、医疗设备、电动门锁等。

使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持
库描述
H-Bridge 18 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。
示例描述
本示例演示 H-Bridge 18 Click 的操作,该 Click 板™ 通过 H 桥驱动器 控制 两个直流电机。应用程序初始化 Click 板,并交替切换不同的电机状态,包括 前进、后退、自由滑行(coast)和制动(braking),以展示双向电机控制能力。
关键功能:
hbridge18_cfg_setup
- 初始化 Click 配置结构为默认值。hbridge18_init
- 初始化所有必要的引脚和外设,以支持该 Click 板™ 的正常运行。hbridge18_default_cfg
- 执行 Click 板™ 的默认配置。hbridge18_enable_device
- 通过设置 SLEEP 引脚为高电平启用 H-Bridge 18 设备。hbridge18_disable_device
- 通过设置 SLEEP 引脚为低电平禁用 H-Bridge 18 设备。hbridge18_set_motor_state
- 设置选定电机的状态,包括 自由滑行(coast)、前进(forward)、后退(reverse)、低侧制动(brake low-side)和高侧制动(brake high-side)。
应用初始化
初始化日志记录器和 H-Bridge 18 Click,配置电机驱动器为默认设置,为正常运行做好准备。
应用任务
按顺序切换电机状态,展示不同的控制功能。电机按顺序执行 前进、后退、自由滑行和制动,并不断循环运行。
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 H-Bridge 18 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the operation of the H-Bridge 18 Click board, which
* provides control over two DC motors using an H-Bridge driver. The application
* initializes the board and alternates between different motor states, including
* forward, reverse, coast, and braking, to demonstrate bidirectional motor control.
*
* The demo application is composed of two sections:
*
* ## Application Init
* Initializes the logger and the H-Bridge 18 Click board. Configures the motor driver
* to the default settings, preparing it for operation.
*
* ## Application Task
* Alternates motor states in a sequence to demonstrate different control functionalities.
* The motors are set to move forward and reverse, followed by coasting and braking,
* repeating the cycle continuously.
*
* @note
* Ensure proper power supply (4.5V-32V, depending on motor specifications) and motor
* connections (motor 0: O1-O2; motor 1: O3-O4) before running the example.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hbridge18.h"
static hbridge18_t hbridge18;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
hbridge18_cfg_t hbridge18_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.
hbridge18_cfg_setup( &hbridge18_cfg );
HBRIDGE18_MAP_MIKROBUS( hbridge18_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( SPI_MASTER_ERROR == hbridge18_init( &hbridge18, &hbridge18_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( HBRIDGE18_ERROR == hbridge18_default_cfg ( &hbridge18 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
log_printf( &logger, " Motor 0: Forward\r\n" );
log_printf( &logger, " Motor 1: Reverse\r\n\n" );
hbridge18_set_motor_state ( &hbridge18, HBRIDGE18_MOTOR_0, HBRIDGE18_MOTOR_STATE_FORWARD );
hbridge18_set_motor_state ( &hbridge18, HBRIDGE18_MOTOR_1, HBRIDGE18_MOTOR_STATE_REVERSE );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
log_printf( &logger, " Motor 0: Coast\r\n" );
log_printf( &logger, " Motor 1: Brake LS\r\n\n" );
hbridge18_set_motor_state ( &hbridge18, HBRIDGE18_MOTOR_0, HBRIDGE18_MOTOR_STATE_COAST );
hbridge18_set_motor_state ( &hbridge18, HBRIDGE18_MOTOR_1, HBRIDGE18_MOTOR_STATE_BRAKE_LS );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
log_printf( &logger, " Motor 0: Reverse\r\n" );
log_printf( &logger, " Motor 1: Forward\r\n\n" );
hbridge18_set_motor_state ( &hbridge18, HBRIDGE18_MOTOR_0, HBRIDGE18_MOTOR_STATE_REVERSE );
hbridge18_set_motor_state ( &hbridge18, HBRIDGE18_MOTOR_1, HBRIDGE18_MOTOR_STATE_FORWARD );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
log_printf( &logger, " Motor 0: Brake HS\r\n" );
log_printf( &logger, " Motor 1: Coast\r\n\n" );
hbridge18_set_motor_state ( &hbridge18, HBRIDGE18_MOTOR_0, HBRIDGE18_MOTOR_STATE_BRAKE_HS );
hbridge18_set_motor_state ( &hbridge18, HBRIDGE18_MOTOR_1, HBRIDGE18_MOTOR_STATE_COAST );
Delay_ms ( 1000 );
Delay_ms ( 1000 );
}
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