初学者
10 分钟

通过TB67S580FNG和TM4C129EKCPDT掌握运动的艺术,为您的项目带来应有的精细

无限步进,一体化解决方案:通过我们的步进驱动器提升您的项目

Stepper 20 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 28, 2024

点击板

Stepper 20 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C129EKCPDT

突破限制,探索运动控制领域的无限可能性,借助我们专为卓越而设计的智能步进电机驱动器解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Stepper 20 Click基于东芝半导体的TB67S580FNG设计,这是一款设计用于控制一个双相双极步进电机的两相双极步进电机驱动器。TB67S580FNG支持PWM恒流控制驱动,并集成了低导通电阻的DMOS场效应晶体管,提供最大1.28A电流。它还可以提供约40V的电机输出电压评级,并具有综合保护机制,例如过流、过温和欠压锁定,用于错误检测(红色LO LED指示灯)。它支持全步到1/32步分辨率,以减少电机噪音并实现更加平滑的控制,具有内置调节器,可使电机由单一电源驱动。 PWM恒流模式中的电流值由MCP1501(高精度电压调节器)获得的参考电压设置。此外,通过标有VREF的板载调节器,还可以手动设置TB67S580FNG的电流阈值点。TB67S580FNG通过其控制信号支持各种步进分辨

率配置。这些信号,例如步进分辨率设置、睡眠模式或LO/MO指示灯,通过PCA9538A端口扩展器进行控制,该扩展器通过I2C串行接口与MCU建立通信。除了通过数字方式设置这些功能外,还可以通过多功能开关手动选择这些功能,通过选择特定的开关(1、2、3 - 步进分辨率设置;4 - 衰减模式控制)。PCA9538A还允许通过将标有ADDR SEL的SMD跳线器定位到标有0和1的适当位置来选择其I2C从地址的最低有效位(LSB),并将其中断特性路由到mikroBUS™插座的INT引脚。 CLK时钟信号,路由到mikroBUS™插座上的默认PWM位置,通过每个上升沿移动电机的当前步进和电气角度,而Enable引脚(标有EN,路由到默认CS位置)控制输出A和B步进电机驱动通道的状态。此外,所有电路都可以使用睡眠功能停止,从而启用

节能模式。简单的DIR引脚,路由到mikroBUS™插座上的默认AN位置,允许MCU管理步进电机的方向(顺时针或逆时针),而RST引脚初始化内部计数器中的电气角度以设置初始位置。通过标有MO的板载橙色LED指示板来指示达到初始电气角度位置。Stepper 20 Click支持连接到标有VM的输入端子的TB67S580FNG的外部电源,该电源应在8.2V至44V的范围内,而步进电机线圈可以连接到标有B+、B-、A-和A+的端子上。此Click板可以通过VCC SEL跳线器选择3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。此外,该Click板配备了一个包含易于使用的函数和一个示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Stepper 20 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA 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。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/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,Fusion for TIVA 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。Fusion for TIVA 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。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它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 HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA 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。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

128

RAM (字节)

262144

你完善了我!

配件

28BYJ-48是一款适用于各种应用的可调5V直流步进电机,具有紧凑的设计。它拥有四个相位,速度变化比为1/64,每64步的步距角为5.625°,可实现精确控制。该电机在100Hz的频率下运行,25°C时的直流电阻为50Ω ±7%。它具有大于600Hz的空载牵引频率和超过1000Hz的空载推出频率,确保在不同场景下的可靠性。在120Hz时,28BYJ-48的自定位扭矩和牵引扭矩均超过34.3mN.m,具有稳健的性能。其摩擦扭矩范围为600到1200 gf.cm,而吸合扭矩为300 gf.cm。这款电机是您步进电机需求的可靠高效选择。

Stepper 20 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Rotation Direction
PD0
AN
Electrical Angle Intilizing
PK3
RST
Enable
PH0
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Step Clock
PL4
PWM
Interrupt
PQ4
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD2
SCL
I2C Data
PD3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Stepper 20 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

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

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access MB 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 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

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

该库包含 Stepper 20 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • stepper20_set_direction - 该函数通过设置DIR引脚的逻辑状态来设置电机方向。

  • stepper20_drive_motor - 该函数以所选速度驱动电机进行特定数量的步进。

  • stepper20_set_step_mode - 该函数设置步进模式的分辨率设置。

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 20 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Stepper 20 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 performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Drives the motor clockwise for 200 full steps and then counter-clockiwse for 400 quarter
 * steps with 2 seconds delay before changing the direction. 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 "stepper20.h"

static stepper20_t stepper20;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    stepper20_cfg_t stepper20_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.
    stepper20_cfg_setup( &stepper20_cfg );
    STEPPER20_MAP_MIKROBUS( stepper20_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == stepper20_init( &stepper20, &stepper20_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( STEPPER20_ERROR == stepper20_default_cfg ( &stepper20 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf ( &logger, " Move 200 full steps clockwise \r\n\n" );
    stepper20_set_step_mode ( &stepper20, STEPPER20_MODE_FULL_STEP );
    stepper20_set_direction ( &stepper20, STEPPER20_DIR_CW );
    stepper20_drive_motor ( &stepper20, 200, STEPPER20_SPEED_FAST );
    Delay_ms ( 2000 );
    
    log_printf ( &logger, " Move 400 quarter steps counter-clockwise \r\n\n" );
    stepper20_set_step_mode ( &stepper20, STEPPER20_MODE_QUARTER_STEP );
    stepper20_set_direction ( &stepper20, STEPPER20_DIR_CCW );
    stepper20_drive_motor ( &stepper20, 400, STEPPER20_SPEED_VERY_FAST );
    Delay_ms ( 2000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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