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通过基于MAX22200和PIC32MZ1024EFH064的串行控制驱动器增强您的项目

掌握流动!

H-Bridge 11 Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 24, 2024

点击板

H-Bridge 11 Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

简化多个电磁阀和电机的操作,确保各种系统中的同步运动和优化性能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

H-Bridge 11 Click基于Analog Devices的MAX22200,这是一款八通道串行控制电磁阀和电机驱动器。MAX22200的工作电压范围为4.5V至36V,可以通过VIN螺钉端子外部引入。每个通道(标记为OUTx)可以配置为低侧或高侧驱动器,具有低阻抗,典型导通电阻为200mΩ的推挽输出级,具备吸电源和源电流驱动能力,最高可达1A RMS驱动电流。半桥对可以并联以双倍驱动电流,也可以配置为全桥以驱动最多四个锁存阀(双稳态阀)或四个有刷直流电机。MAX22200具有两级驱动序列,用于最佳控制电磁阀,如电压驱动(VDR)和电流驱动调节(CDR)(仅低侧驱动器)。在VDR模式下,MAX22200通过SPI接口以可编程占空比输出PWM电压。对于给定的电源电压和电磁阀电阻,输出电流与

编程占空比成正比。在CDR模式下,内部集成的无损电流感应(ICS)电路感应输出电流,并与可编程参考电流进行比较。CDR环路修改PWM占空比,使输出电流峰值与编程参考电流匹配。参考电流可以使用IREF SEL跳线设置,跳线位置和设置的HFS位决定电流大小(跳线在位置15k且HFS_bit=0时为1A,跳线在位置30k且HFS_bit=1时为0.25A)。该Click板通过标准SPI接口与MCU通信,支持最高5MHz的时钟速度和最常见的SPI模式(SPI模式0)。它还可以通过mikroBUS™插槽的RST引脚打开或关闭,从而提供开启/关闭MAX22200电源的开关操作。根据特定通道配置寄存器中的TRGnSPI位内容,驱动器通道可以通过SPI接口或未填充的头引脚TRIGA和TRIGB上的逻辑输入信

号(0、2、4、6可以通过逻辑输入TRIGA触发,而1、3、5、7可以通过逻辑输入TRIGB触发)激活/停用。为了成功执行寄存器读/写功能,首先需要将mikroBUS™插槽的CMD引脚设置为适当的逻辑电平:高电平用于写命令,低电平用于读命令。它还提供故障状态指示信号,通过mikroBUS™插槽的FLT引脚进行路由,并且其红色LED指示灯标记为FAULT,以指示各种故障情况,如过流保护、热关断、欠压锁定、开路检测和电磁阀运动检测。该Click板可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平,从而使3.3V和5V的MCU都能正确使用通信线路。此外,该Click板配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

H-Bridge 11 Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任

何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开 发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。所有 

mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上,包 括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。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,它涵盖了原型制作的许多方面。

PIC32MZ clicker double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Microchip

引脚数

64

RAM (字节)

524288

你完善了我!

配件

直流齿轮电机 - 430RPM (3-6V)是一款将电机和齿轮箱结合在一起的全方位解决方案,其中齿轮的添加降低了电机速度,同时增加了扭矩输出。该齿轮电机具有正齿轮箱,是满足低扭矩和速度要求应用的高度可靠解决方案。齿轮电机的关键参数是速度、扭矩和效率,在这种情况下,无负载速度为520RPM,最高效率时速度为430RPM,电流为60mA,扭矩为50g.cm。额定工作电压范围为3-6V,支持顺时针和逆时针旋转方向。这款电机是机器人、医疗设备、电动门锁等许多最初由有刷直流电机执行的功能的出色解决方案。

H-Bridge 11 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

W/R Command Selection
RE4
AN
Enable
RE5
RST
SPI Chip Select
RG9
CS
SPI Clock
RG6
SCK
SPI Data OUT
RG7
MISO
SPI Data IN
RG8
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Fault
RB5
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

H-Bridge 11 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以PIC32MZ clicker作为您的开发板开始。

PIC32MZ clicker front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Micro B Connector Clicker Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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 H-Bridge 11 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hbridge11_get_fault_pin - 此功能返回故障引脚的逻辑状态

  • hbridge11_read_flags - 此功能读取并清除状态寄存器中的故障标志

  • hbridge11_set_motor_state - 此功能设置从半桥对0-1、2-3、4-5或6-7中选择的电机的工作状态

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 11 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the H-Bridge 11 Click board by
 * driving the DC motors connected between OUT0-OUT1 and OUT2-OUT3 in both directions. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Drives the motors connected between OUT0-OUT1 and OUT2-OUT3 in both directions
 * in the span of 12 seconds, and logs data on the USB UART where you can track the program flow.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hbridge11.h"

static hbridge11_t hbridge11;
static log_t logger;

/**
 * @brief H-Bridge 11 check fault function.
 * @details This function checks the fault pin state then reads the fault flags
 * and displays on the USB UART.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void hbridge11_check_fault ( void );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    hbridge11_cfg_t hbridge11_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.
    hbridge11_cfg_setup( &hbridge11_cfg );
    HBRIDGE11_MAP_MIKROBUS( hbridge11_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == hbridge11_init( &hbridge11, &hbridge11_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HBRIDGE11_ERROR == hbridge11_default_cfg ( &hbridge11 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    hbridge11_set_motor_state ( &hbridge11, HBRIDGE11_MOTOR_SEL_0, HBRIDGE11_MOTOR_STATE_FORWARD );
    hbridge11_set_motor_state ( &hbridge11, HBRIDGE11_MOTOR_SEL_1, HBRIDGE11_MOTOR_STATE_FORWARD );
    log_printf( &logger, "\r\n MOTOR 0: FORWARD\r\n" );
    log_printf( &logger, " MOTOR 1: FORWARD\r\n" );
    hbridge11_check_fault ( );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    hbridge11_set_motor_state ( &hbridge11, HBRIDGE11_MOTOR_SEL_0, HBRIDGE11_MOTOR_STATE_BRAKE );
    hbridge11_set_motor_state ( &hbridge11, HBRIDGE11_MOTOR_SEL_1, HBRIDGE11_MOTOR_STATE_BRAKE );
    log_printf( &logger, "\r\n MOTOR 0: BRAKE\r\n" );
    log_printf( &logger, " MOTOR 1: BRAKE\r\n" );
    hbridge11_check_fault ( );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    hbridge11_set_motor_state ( &hbridge11, HBRIDGE11_MOTOR_SEL_0, HBRIDGE11_MOTOR_STATE_REVERSE );
    hbridge11_set_motor_state ( &hbridge11, HBRIDGE11_MOTOR_SEL_1, HBRIDGE11_MOTOR_STATE_REVERSE );
    log_printf( &logger, "\r\n MOTOR 0: REVERSE\r\n" );
    log_printf( &logger, " MOTOR 1: REVERSE\r\n" );
    hbridge11_check_fault ( );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    hbridge11_set_motor_state ( &hbridge11, HBRIDGE11_MOTOR_SEL_0, HBRIDGE11_MOTOR_STATE_HI_Z );
    hbridge11_set_motor_state ( &hbridge11, HBRIDGE11_MOTOR_SEL_1, HBRIDGE11_MOTOR_STATE_HI_Z );
    log_printf( &logger, "\r\n MOTOR 0: DISCONNECTED\r\n" );
    log_printf( &logger, " MOTOR 1: DISCONNECTED\r\n" );
    hbridge11_check_fault ( );
    Delay_ms ( 1000 );
    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;
}

static void hbridge11_check_fault ( void )
{
    uint8_t fault_flags = 0;
    if ( !hbridge11_get_fault_pin ( &hbridge11 ) )
    {
        if ( HBRIDGE11_OK == hbridge11_read_flags ( &hbridge11, &fault_flags ) )
        {
            log_printf ( &logger, " Fault flags: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) fault_flags );
        }
    }
}

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

额外支持

资源

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