非常适用于需要精确、微调步进电机控制的工业自动化系统
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硬件概览
它是如何工作的?
Stepper 27 Click 基于 Analog Devices 的 MAX22210,这是一款用于控制两相步进电机的高度集成型驱动器。该器件内建两个低阻抗 H 桥,典型总导通电阻(高侧 + 低侧)仅为 0.25Ω,确保电机运行时具有极低的功耗和高效的驱动能力。MAX22210 结合精确的电流调节系统与 128 微步索引器,通过 mikroBUS™ 插座上的 STP 和 DIR 引脚提供标准 STEP/DIR 接口控制,具体运行模式则可通过 MODE SEL 跳线进行配置。这种先进的控制逻辑可以实现电机的平滑、静音运动,是对精密运动控制场景的理想选择。该驱动器通过低侧 MOSFET 上的非耗散式集成电流检测(ICS)来监控电机电流,并与预设阈值进行比较。一旦电流超过该阈值,MAX22210 会根据设置启动三种可选的电流衰减模式之一:慢速衰减、混
合衰减或自适应衰减,这些衰减方式均可通过 DECAY SEL 跳线配置,以适应不同电机与负载行为。Stepper 27 Click 使用外部电源通过 VM 接口供电,支持 4.5V 到 36V 的宽输入电压范围,可为小型容性负载提供高达 3.8A 的冲击电流,或在稳态运行中提供最高 3A 的全范围电流,内建的过流保护机制可确保驱动器与电机的安全。对于需要在低电流(通常低于 1.5A)下高精度运行的应用,HFS SEL 跳线可以配置为将全范围电流限制减半,进而使低侧 MOSFET 电阻加倍,从而提高电流控制的精度。该 Click 板还具备多种强大的故障保护机制,包括热关断(TSD)、欠压锁定(UVLO)以及过流保护。SLP 引脚用于激活低功耗休眠模式,可关闭所有内部偏置电路与输出,而 EN 引脚则控制电机输出的启用。故
障检测通过 FLT 引脚实现,该引脚为开漏输出并在发生热、欠压或过流情况时拉低,触发故障响应。板载配有两个状态指示 LED:红色 FAULT LED 对应 FLT 引脚,黄色 ENABLE LED 对应 EN 引脚,提供直观的运行状态反馈。此外,MAX22210 还提供两个开漏 TRIGA 和 TRIGB 输出信号,可用于触发外部 ADC 实现电流同步采样。这些 TRIGx 信号反映内部 PWM 活动,可被用于实时诊断,如检测电机堵转或非正常运行行为,为系统提供有效的运行数据洞察。本 Click 板支持 3.3V 或 5V 逻辑电平操作,可通过 VCC SEL 跳线选择逻辑电平,从而适配各种主控平台。同时,本板附带软件库和示例代码,可作为后续开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
32768
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
17HD40005-22B 步进电机是一款双相混合电机,具有高扭矩、高速度和低噪音性能。它配有一根 1 米长的电线,连接端有可选端口,并带有热缩管以防止缠绕。电机的 D 形轴长为 22mm。该电机采用斩波波恒流驱动,具有双相 4 线激励模式,可实现正反转。电源顺序按照 AB-BC-CD-DA 顺序排列,从轴端看为顺时针方向。其额定电流为 1.3A DC,额定电压为 2.4V,步进角为 1.8°,绝缘等级为 B。此步进电机非常适用于需要精确运动控制和可靠性的应用。

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
软件支持
库描述
Stepper 27 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
本示例演示了如何使用 Stepper 27 Click 板,通过指定步数以正反两个方向驱动步进电机。
关键功能:
stepper27_cfg_setup- 初始化 Click 配置结构为默认值。stepper27_init- 初始化所有该 Click 板使用的引脚和外设。stepper27_set_direction- 通过设置 DIR 引脚的逻辑状态来设定电机旋转方向。stepper27_drive_motor- 以选定的速度驱动电机运行指定步数。
应用初始化
初始化驱动程序并重置设备。
应用任务
电机先顺时针转动 100 步(慢速)和 300 步(中速),然后逆时针转动 400 步(快速),每次改变驱动模式前延迟 1 秒。所有信息将记录在 USB UART 上,可用于跟踪程序流程。
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 Stepper 27 Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the Stepper 27 Click board by driving the
* motor in both directions for a desired number of steps.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and resets the device.
*
* ## Application Task
* Drives the motor clockwise for 100 slow steps and 300 medium speed steps and
* then counter-clockwise for 400 fast steps with a 1 second delay on driving mode change.
* All data is being logged on the USB UART where you can track the program flow.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepper27.h"
static stepper27_t stepper27;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
stepper27_cfg_t stepper27_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.
stepper27_cfg_setup( &stepper27_cfg );
STEPPER27_MAP_MIKROBUS( stepper27_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == stepper27_init( &stepper27, &stepper27_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
stepper27_reset_device ( &stepper27 );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
log_printf ( &logger, " Move 100 steps clockwise, speed: slow\r\n\n" );
stepper27_set_direction ( &stepper27, STEPPER27_DIR_CW );
stepper27_drive_motor ( &stepper27, 100, STEPPER27_SPEED_SLOW );
Delay_ms ( 1000 );
log_printf ( &logger, " Move 300 steps clockwise, speed: medium\r\n\n" );
stepper27_set_direction ( &stepper27, STEPPER27_DIR_CW );
stepper27_drive_motor ( &stepper27, 300, STEPPER27_SPEED_MEDIUM );
Delay_ms ( 1000 );
log_printf ( &logger, " Move 400 steps counter-clockwise, speed: fast\r\n\n" );
stepper27_set_direction ( &stepper27, STEPPER27_DIR_CCW );
stepper27_drive_motor ( &stepper27, 400, STEPPER27_SPEED_FAST );
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
额外支持
资源
类别:步进电机


































