中级
30 分钟

使用ZXBM5210和PIC18F25K50驱动单线圈可逆DC风扇和电机

释放平稳而精确的运动

DC Motor 16 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

DC Motor 16 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F25K50

想轻松控制手持电动工具吗?添加这个有刷电机控制解决方案,改变您的项目!

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DC Motor 16 Click 基于 Diodes Incorporated 的 ZXBM5210,这是一款用于驱动单线圈可逆直流(DC)风扇和电机的单芯片解决方案。驱动器输出级别的设计旨在最小化听得见的开关噪声和电磁干扰(EMI),确保低噪声的解决方案。该设备具有四种电机操作模式:待机、正转、反转和制动模式。这四种模式由 FWD 和 REV 引脚控制,它们被路由到用于控制电机旋转方向的 mikroBUS™ 的 RST 和 PWM 引脚。在待机模式下,所有内部电路都被关闭以最小化功耗,而制动模式允许电机快速停止。待机模式的功耗比制动模式低。信号变化应在125微秒内完成,以防止 ZXBM5210 在模式更改期间进入待机模式。ZXBM5210 还具有三种电机速度控制模式:VREF 速度控制模式、

PWM 速度控制模式和通过调整供电电压来控制电机速度的模式。可以通过调整 PWM 信号的占空比来控制电机速度,同时保持 Vref 引脚上的电压等于额定电机电压,也可以通过改变供电电压来控制电机速度,而 FWD 和 REV 引脚设置为逻辑高或低,具体取决于所需的电机方向。在 PWM 模式下,ZXBM5210 上 Vref 引脚的输入电压必须大于或等于供电电压值。ZXBM5210 的电机速度可以通过调整 Vref 引脚上的 DC 电压来控制。为此,DC Motor 16 Click 使用了 Microchip 的 MCP4161 数字电位器,它允许通过 SPI 串行接口设置相应的电压值。电位器端子 B 固定到零刻度游标值(对于 7 位和 8 位设备,这对应于游标值为 0x00),而电位器端子 A 固定连接到满刻度游标值(对

于 8 位设备,这对应于游标值为 0x100,对于 7 位设备,这对应于游标值为 0x80)。因此,选择所需值为 0x100 时,Vref 引脚上的值取自 mikroBUS™(VCC)的供电电压值,而在选择 Vref 引脚值为 0x00 时,该值等于 0.2*VCC。在此模式下,FWD 和 REV 引脚仅用于方向控制,因此不应向这些引脚施加高频 PWM 控制信号。该 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。然而,该 Click board™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可供进一步开发时使用参考。

DC Motor 16 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

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

DC齿轮电机 - 430转/分钟(3-6V)代表了电机和齿轮箱的完美组合,添加齿轮降低了电机速度,同时增加了扭矩输出。这款齿轮电机具有直齿轮箱,使其成为对扭矩和速度要求较低的应用非常可靠的解决方案。齿轮电机的关键参数是速度、扭矩和效率,在这种情况下,无负载时速度为520转/分钟,在最大效率时为430转/分钟,电流为60mA,扭矩为50g.cm。额定工作电压范围为3-6V,具有顺时针/逆时针旋转方向,这种电机是机器人、医疗设备、电动门锁等许多功能的理想解决方案。

DC Motor 16 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Forward Direction
RA0
RST
SPI Chip Select
RA5
CS
SPI Clock
RC3
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
RC5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Reverse Direction/PWM Control Signal
RC1
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
2

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DC Motor 16 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
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
MCU DIP 28 hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 28pin-DIP Access - 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 DC Motor 16 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • dcmotor16_set_direction - 设置电机方向

  • dcmotor16_ctrl_vref - 控制电机 VRef(速度)

  • dcmotor16_stop - 停止电机

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 DCMotor16 Click example
 *
 * # Description
 * This example shows the capabilities of the DC Motor 16 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization driver init.
 *
 * ## Application Task
 * Start motor example with change in motor direction and speed.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dcmotor16.h"

static dcmotor16_t dcmotor16;
static log_t logger;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    dcmotor16_cfg_t dcmotor16_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.

    dcmotor16_cfg_setup( &dcmotor16_cfg );
    DCMOTOR16_MAP_MIKROBUS( dcmotor16_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = dcmotor16_init( &dcmotor16, &dcmotor16_cfg );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

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

void application_task ( void ) {
    uint16_t cnt;
    
    log_printf( &logger, ">> Motor start with direction [FORWARD] <<\r\n" );
    dcmotor16_set_direction( &dcmotor16, DCMOTOR16_DIR_FORWARD );
    for( cnt = 0; cnt <= 0x0100; cnt+= 25 ) {
        dcmotor16_ctrl_vref( &dcmotor16, cnt );
        Delay_ms ( 250 );
    }
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, ">> Motor stop \r\n" );
    dcmotor16_stop( &dcmotor16 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, ">> Motor start with direction [BACKWARD] <<\r\n" );
    dcmotor16_set_direction( &dcmotor16, DCMOTOR16_DIR_BACKWARD );
    for( cnt = 0; cnt <= 0x0100; cnt+= 25 ) {
        dcmotor16_ctrl_vref( &dcmotor16, cnt );
        Delay_ms ( 250 );
    }
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, ">> Motor stop \r\n" );
    dcmotor16_stop( &dcmotor16 );
    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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