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通过基于MAX22200和PIC18F57Q43的串行控制驱动器增强您的项目

掌握流动!

H-Bridge 11 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

H-Bridge 11 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

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

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

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
PA0
AN
Enable
PA7
RST
SPI Chip Select
PD4
CS
SPI Clock
PC6
SCK
SPI Data OUT
PC5
MISO
SPI Data IN
PC4
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Fault
PA6
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

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity Nano with PICXXX 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC18F57Q43 Curiosity 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 ( 3000 );
    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 ( 3000 );
    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 ( 3000 );
    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 ( 3000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

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