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30 分钟

使用L99UDL01和PIC18LF45K42释放直流电机的灵活性

电机控制变得异常简单

H-Bridge 9 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

H-Bridge 9 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18LF45K42

通过定制的电机控制解决方案,彻底改变您的工程项目;使用此解决方案,驱动多个直流电机!

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

H-Bridge 9 Click基于L99UDL01,这是一款半桥驱动器,可配置PWM并由STMicroelectronics进行电流调节。该设备包含六个MOSFET半桥输出以及设计用于提高安全性和简化设计的保护和诊断功能。作为一个完整的解决方案,该Click板取代了几个独立的电机驱动器及其相关的模拟和被动组件,同时提供更复杂的功能。L99UDL01可以进入四种不同的操作模式来控制工作顺序:正常模式、睡眠模式、紧急覆盖模式和待机模式。睡眠模式下,不供电的电路不会运行,逻辑初始化但不运行。在任何模式下都没有功能以最小化电流消耗。待机模式下,仅唤醒电路处于激活状态。紧急模式代表一种崩溃覆盖机制,将中断任何当前的执行命

令,并根据命令和配置寄存器中的编程值驱动输出。通过PWM控制输出电流和检测过电流、线路断开、电池和地短路的复杂诊断功能,进一步增强了其优点。还可以在不激活负载的情况下进行负载完整性测试。可编程电流限制允许用户减少负载,从而提高可靠性。输出MOSFET具有低RDS(ON)值的全面保护,提高了能源效率并促进热管理。L99UDL01通过标准SPI串行接口与MCU通信,最大频率为4MHz,支持最常见的SPI模式,即SPI模式0。它还具有一个中断功能,标记为DO,并路由到mikroBUS™插座的INT引脚,为主处理器提供实时故障指示。除了中断引脚外,标记为ENO并路由到mikroBUS™插座的PWM引脚的使能引脚在

高电平时启用输出功能,在低电平时关闭输出。此引脚还可用于基于编程参数在上升沿启动输出定时执行。H-Bridge 9 Click支持L99UDL01的外部电源,可连接到标记为VS的输入端子,电压范围应为6V到18V,而直流电机线圈可连接到标记为O1到O6的端子。这些输出配置为开关驱动器,采用主动再循环以最小化功率损耗。它还具有过电流保护、欠电流检测和关断状态诊断。该Click板可通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平,从而使具有3.3V和5V能力的MCU能够正确使用通信线路。此外,该Click板配有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 9 Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyPIC 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。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/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,EasyPIC 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。

EasyPIC 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。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块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外,该板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 DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC 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。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18LF45K42

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

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完美结合,通过添加齿轮,可以降低电机速度,同时增加扭矩输出。该齿轮电机配备直齿齿轮箱,是低扭矩和低速度要求应用的高度可靠解决方案。齿轮电机最关键的参数是速度、扭矩和效率,在本例中,无负载速度为520RPM,最大效率时速度为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/逆时针旋转方向,这款电机是许多最初由有刷直流电机执行的功能的绝佳解决方案,广泛应用于机器人、医疗设备、电动门锁等。

H-Bridge 9 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
RE0
CS
SPI Clock
RC3
SCK
SPI Data OUT
RC4
MISO
SPI Data IN
RC5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Enable
RC0
PWM
Fault Indication
RB0
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 9 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

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

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 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
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 H-Bridge 9 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hbridge9_write_register - 该功能将所需数据写入所选寄存器

  • hbridge9_read_register - 该功能从所选寄存器读取所需数据

  • hbridge9_send_actuation_pulse - 该功能通过切换ENO引脚发送驱动脉冲

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 HBridge9 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of H-Bridge 9 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration which will
 * set the OUT1 to LOW, OUT2 to HIGH polarity, and the runtime to 1000ms.
 *
 * ## Application Task
 * Sends an actuation pulse every 5 seconds which will run the motor for a certain amount of time 
 * as set by default configuration.
 *
 * @note
 * The Voltage should be supplied with 6 to 18V power supply. 
 * Make sure to use a motor that operates in the above voltage range.
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hbridge9.h"

static hbridge9_t hbridge9;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;            /**< Logger config object. */
    hbridge9_cfg_t hbridge9_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.

    hbridge9_cfg_setup( &hbridge9_cfg );
    HBRIDGE9_MAP_MIKROBUS( hbridge9_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = hbridge9_init( &hbridge9, &hbridge9_cfg );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    init_flag = hbridge9_default_cfg ( &hbridge9 );
    if ( HBRIDGE9_ERROR == init_flag )
    {
        log_error( &logger, " Default Config Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

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

void application_task ( void )
{
    hbridge9_send_actuation_pulse( &hbridge9 );
    log_printf( &logger, " Actuation pulse has been sent. \r\n\n" );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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