使用脉冲信号实现精确的旋转角度和速度控制
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硬件概览
它是如何工作的?
Stepper 12 Click基于TB67S549FTG,这是一款双相双极步进电机驱动器,设计用于控制一个双极步进电机,由于Toshiba Semiconductor内置的先进电流检测系统(ACDS)的内置功能,因此无需电阻式电流感测。 TB67S549FTG采用低导通电阻的DMOS FET,可提供最大1.5A的电流,电机输出电压额定值为40V,并集成了过流、过温和欠压锁定等保护机制以进行错误检测(LO LED指示灯)。它支持全步到1/32步的分辨率,以减少电机噪音并实现更平滑的控制,具有内置的先进动态混合衰减(ADMD)功能,有助于稳定电流波形。由于TB67S549FTG支持的步骤很多,因此可以通过更平滑的操作和更精确的控制显着减少电机噪音。它适用于各种应用,如办公自动化以及商业和工业设备。 PWM恒流模式中的电流值由MCP1501获得的参考电压设置。此外,TB67S549FTG的电流阈值点,以及MCP1501,都可以使用标记为VR的板载调
节器手动设置。除了I2C通信外,连接到mikroBUS™插座引脚的几个GPIO引脚还用于将信息转发到与PCA9555A端口扩展器相关的MCU。 PCA9555A还允许通过将标记为ADDR SEL的SMD跳线器定位到适当的位置(标记为0和1)来选择其I2C从机地址的最低有效位(LSB),并将其中断功能路由到mikroBUS™插座的INT引脚。 CLK时钟信号,路由到mikroBUS™插座的PWM引脚,使每个上升沿都可以移动电机的当前步骤和电气角度,而使能引脚,标记为EN并路由到mikroBUS™插座的CS引脚,则控制输出A和B步进电机驱动通道的状态。正常的恒流控制是通过打开电机驱动器(高电平)来开始的,而通过设置电机驱动器关闭,输出变为高阻抗,因为MOSFET被设置为关闭(低电平)。此外,可以使用睡眠功能停止所有电路,从而启用节能模式。路由到mikroBUS™插座的AN引脚的简单DIR引脚允许MCU管理步进电机的方向(顺时针或逆时针),而
mikroBUS™插座的RST引脚初始化内部计数器中的电气角度以设置初始位置。通过标记为MO的板载橙色LED指示实现初始位置。此Click板™的一个特点是多功能开关,允许用户通过选择特定开关来设置适当的功能,例如1 - 睡眠模式激活;2, 3 - 电机扭矩设置;5 - 衰减控制;6, 7, 8 - 步分辨率设置。除了通过物理方式设置这些功能外,用户还可以通过I2C接口以数字方式选择它们。Stepper 12 Click支持TB67S549FTG的外部电源,可连接到标记为VM的输入端子,应在4.5V至34V的范围内,而步进电机线圈可以连接到标记为B+、B-、A-和A+的端子。此Click板™可以使用通过VCC SEL跳线选择的3.3V或5V逻辑电压电平操作。这样,既可以使用3.3V又可以使用5V的MCU正确使用通信线。然而,此Click板配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G071RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M0
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
36864
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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 Stepper 12 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
stepper12_set_direction
- 该函数通过设置DIR引脚的逻辑状态来设置电机方向。stepper12_drive_motor
- 该函数以选定的速度驱动电机执行特定数量的步骤。stepper12_set_step_mode
- 该函数设置步进模式的分辨率设置。
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 Stepper 12 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the Stepper 12 click board by driving the
* motor in both directions for a desired number of steps.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and performs the click default configuration.
*
* ## Application Task
* Drives the motor clockwise for 200 full steps and then counter-clockiwse for 400 quarter
* steps with 2 seconds delay before changing the direction. All data is being logged on
* the USB UART where you can track the program flow.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepper12.h"
static stepper12_t stepper12;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
stepper12_cfg_t stepper12_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.
stepper12_cfg_setup( &stepper12_cfg );
STEPPER12_MAP_MIKROBUS( stepper12_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == stepper12_init( &stepper12, &stepper12_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( STEPPER12_ERROR == stepper12_default_cfg ( &stepper12 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
log_printf ( &logger, " Move 200 full steps clockwise \r\n\n" );
stepper12_set_step_mode ( &stepper12, STEPPER12_MODE_FULL_STEP );
stepper12_set_direction ( &stepper12, STEPPER12_DIR_CW );
stepper12_drive_motor ( &stepper12, 200, STEPPER12_SPEED_FAST );
Delay_ms ( 2000 );
log_printf ( &logger, " Move 400 quarter steps counter-clockwise \r\n\n" );
stepper12_set_step_mode ( &stepper12, STEPPER12_MODE_QUARTER_STEP );
stepper12_set_direction ( &stepper12, STEPPER12_DIR_CCW );
stepper12_drive_motor ( &stepper12, 400, STEPPER12_SPEED_FAST );
Delay_ms ( 2000 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
额外支持
资源
类别:步进电机