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30 分钟

使用TC78H660FTG和ATmega644P设计更高效的电机驱动系统

体验前所未有的电机控制

DC Motor 17 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

DC Motor 17 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644P

体验不同。添加有刷电机控制,见证您的项目转变,提高速度、精度和整体潜力!

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DC Motor 17 Click 基于TC78H660FTG,这是一款来自东芝半导体的双H桥驱动器,用于一个或两个直流有刷电机,采用低导通电阻的DMOS输出晶体管。该驱动器是一个PWM控制的恒流驱动,供电电压范围为2.5至16V,最大输出电流为2A。它具有内置的双H桥、无感电阻的电流控制架构(高级电流检测系统)和内部电路的VCC稳压器。此外,它还提供热关断、过流检测、欠压锁定错误检测(带错误检测标志功能)以及由四个GPIO引脚控制的几种可选操作模式(前进、后退、停止和制动),这些引脚通过mikroBUS™插座的RST、AN、PWM和INT引脚连接。TC78H660FTG具有两种操作模式,IN输入模式和PHASE输入模式,可通过标记为MODE的控制模式引脚选择。PHASE模式是此Click板™的默认模式,控制模式由释放SBY引脚后的MODE引脚的输入状态设置。通过这种方式,MODE引脚用作使能信

号,而方向选择通过mikroBUS™插座上的GPIO引脚实现。标记为ERR的引脚表示错误检测标志。当TC78H660FTG检测到一些错误时,ERR引脚向外设模块输出低电平。在正常状态下,由于内部MOSFET关闭,ERR引脚的逻辑电平等于外部的MODE控制电压。当发生热关断或过流等事件时,ERR引脚将变为低电平(内部MOSFET开启)。当通过重新加电或将设备设置为待机模式释放错误检测时,ERR引脚显示正常状态。在恒流控制的情况下,确定电流波动的混合衰减模式的比例固定为37.5%。峰值电流可以通过MAX6100(Analog Devices提供的一款低成本、低压差、微功率电压基准IC)获得的VREF引脚的电压值来设置。该系列模式电压基准仅消耗90μA的供电电流,能够提供5mA的源电流和2mA的灌电流。通过标记为VR1的板载微调器,可以手动设置TC78H660FTG的VREF引脚的电流阈值。正如

产品描述中提到的,DC Motor 17 Click通过几个GPIO引脚与MCU通信。此外,这个Click板™还有一个标记为SBY的待机引脚,该引脚连接到mikroBUS™插座的CS引脚,用于通过切换引脚进入待机模式。当SBY引脚为低电平时,TC78H660FTG停止向逻辑电路供电。需要特别强调的是,IN和PHASE输入模式之间的直流电机模式的区别。除了前进、后退、停止和待机等电机模式外,只有IN输入模式具有另一个额外的短制动模式。有关电机模式选择的更多信息可以在附带的数据表中找到。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压等级。这样,3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线。此外,还可以通过标记为VM SEL的跳线选择电机驱动电源,从2.5到16V范围内的外部输入端子供电,或使用来自mikroBUS™供电引脚的电压等级。

DC Motor 17 Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。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。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 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。一个集成的mikroProg,一个快速的USB 2.0程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,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。除此之外,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,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子,以及通过USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 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。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

64

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

直流齿轮电机 - 430RPM (3-6V) 代表了电机和齿轮箱的一体化组合,其中齿轮的加入导致电机速度降低而扭矩输出增加。该齿轮电机具有一个齿轮箱,使其成为低扭矩和速度要求应用的高度可靠的解决方案。齿轮电机最关键的参数是速度、扭矩和效率,在这种情况下,无负载时速度为520RPM,最大效率时为430RPM,电流为60mA,扭矩为50g.cm。额定工作电压范围为3-6V,旋转方向为顺时针/逆时针,这种电机是最初由有刷直流电机执行的许多功能的优秀解决方案,广泛应用于机器人、医疗设备、电动门锁等领域。

DC Motor 17 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

A Channel Input 1
PA7
AN
A Channel Input 2
PA6
RST
Standby
PA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
B Channel Input 1
PD4
PWM
B Channel Input 2
PD2
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DC Motor 17 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyAVR v7 Access DIP 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 DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step 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 DC Motor 17 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • dcmotor17_stop - 直流电机17停止电机功能

  • dcmotor17_forward - 直流电机17前进功能

  • dcmotor17_reverse - 直流电机17倒车功能

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 17 Click Example.
 *
 * # Description
 * The library covers all the necessary functions to control DC Motor 17 Click board. 
 * Library performs a standard GPIO interface communication.
 * DC Motor 17 Click board is a dual H Bridge driver IC for one or two DC brushed
 * motors which incorporates DMOS with low on-resistance in output transistors. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes GPIO driver, set default configuration and start to write log.
 *
 * ## Application Task
 * This is an example that demonstrates the use of the DC Motor 17 Click board.
 * This example demonstrates the use of DC Motor 17 Click,
 * we first control motion A by driving it forward motion for 5 seconds, 
 * than applying short brakes it for 2 second, then driving it in reverse for 5 seconds
 * and stop the motor for 2 seconds.
 * In the second part of the example, we control motion B by the same principle.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dcmotor17.h"

static dcmotor17_t dcmotor17;   /**< DC Motor 17 Click driver object. */
static log_t logger;            /**< Logger object. */

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;              /**< Logger config object. */
    dcmotor17_cfg_t dcmotor17_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_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "      DC Motor 17 Click     \r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.

    dcmotor17_cfg_setup( &dcmotor17_cfg );
    DCMOTOR17_MAP_MIKROBUS( dcmotor17_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( dcmotor17_init( &dcmotor17, &dcmotor17_cfg ) == DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    dcmotor17_default_cfg ( &dcmotor17 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) {
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "          Motor A           \r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Start the motor forward.  \r\n" );
    dcmotor17_forward( &dcmotor17, DCMOTOR17_SEL_OUT_A );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "       Stop the motor.      \r\n" );
    dcmotor17_stop( &dcmotor17, DCMOTOR17_SEL_OUT_A );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Start the motor reverse.  \r\n" );
    dcmotor17_reverse( &dcmotor17, DCMOTOR17_SEL_OUT_A );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "       Stop the motor.      \r\n" );
    dcmotor17_stop( &dcmotor17, DCMOTOR17_SEL_OUT_A );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "          Motor B           \r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Start the motor forward.  \r\n" );
    dcmotor17_forward( &dcmotor17, DCMOTOR17_SEL_OUT_B );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "       Stop the motor.      \r\n" );
    dcmotor17_stop( &dcmotor17, DCMOTOR17_SEL_OUT_B );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Start the motor reverse.  \r\n" );
    dcmotor17_reverse( &dcmotor17, DCMOTOR17_SEL_OUT_B );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "       Stop the motor.      \r\n" );
    dcmotor17_stop( &dcmotor17, DCMOTOR17_SEL_OUT_B );
    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

额外支持

资源

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