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使用DRV8317H和STM32F031K6升级您的项目

使用我们智能、可靠的无刷电机驱动器提升您的应用

Brushless 26 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Brushless 26 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

无论您是在打造无人机还是机器人,我们的无刷电机驱动器都能提供完美的动力和敏捷性,确保您的设备在最佳状态下运行。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Brushless 26 Click 基于德州仪器的 DRV8317H,这是一款三相 PWM 电机驱动器。其集成的保护功能包括 VM 欠压锁定、VM 过压保护、充电泵欠压、过流保护、过温警告和关断以及故障状态指示引脚。电机驱动器提供两种可配置的方案,6x 或 3x PWM,可用于使用外部微控制器实现传感器或无传感器的磁场定向控制 (FOC)、正弦控制或梯形控制。它能够驱动高达 200KHz 的 PWM 频率。为了控制 DRV8317H 的所有高低侧驱动器控制输入,Brushless 26 Click 配备了 NXP 的低电压 8 位 I2C I/O 端口 PCA9538A,带有中断和复位功能。除了驱

动器控制输入外,此 I/O 端口还控制电机驱动器的睡眠模式。BLDC 电机可以通过标有 U、V 和 W 的螺钉端子连接。旁边还有一个额外的螺钉端子,用于连接 4.5V 到 20V 范围内的外部电源。DRV8317H 是该电机驱动器的硬件变体,因此 Brushless 26 Click 配备了增益、转换速率和模式的跳线选择;默认情况下,三者均设置为 0。这样,您可以通过引脚电压水平设置电流感应放大器增益 (GA) 和输出转换速率 (SW)。模式跳线 (MD) 允许您使用 6x 或 3x PWM 模式。默认设置为 6x PWM。此外,标有 A1、A2 和 A3 的 4 针插头上提供了三个电流感应放大器。

Brushless 26 Click 使用 PCA9538A 的标准 2 线 I2C 接口与主 MCU 通信,支持高达 400kHz 的时钟频率。PCA9538A 的 I2C 地址可以通过 ADDR SEL 跳线设置,默认选择 0。如果发生故障条件,DRV8317H 将把 FLT 引脚拉至低电平逻辑状态。RST 引脚重置 PCA9538A I/O 端口。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了包含易于使用功能的库和示例代码,可用于进一步开发。

Brushless 26 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成

ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源

指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

32

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。

Click Shield for Nucleo-32 accessories 1 image

带有霍尔传感器的无刷直流(BLDC)电机是 42BLF 电机系列中的高性能电机。该电机采用星形配置,具有 120° 的霍尔效应角度,确保精确和可靠的性能。电机长度紧凑为 47mm,重量轻,仅为 0.29kg,专为满足您的需求而设计。在 24VDC 电压和 4000 ± 10% RPM 速度范围内无故障运行,该电机提供稳定可靠的动力。它在 -20 至 +50°C 的正常操作温度范围内表现出色,保持在 1.9A 额定电流下的效率。此外,该产品可与所有 Brushless Click boards™ 以及需要带有霍尔传感器的 BLDC 电机的设备无缝集成。

Brushless 26 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PA11
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Fault Interrupt
PA12
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB6
SCL
I2C Data
PB7
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Brushless 26 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly
Stepper 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Stepper 22 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-32 with STM32 MCU 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
STM32 M4 Clicker HA MCU/Select 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 Brushless 26 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • brushless26_reset_port_exp - Brushless 26 重置端口扩展器功能。

  • brushless26_set_pins - Brushless 26 设置引脚功能。

  • brushless26_drive_motor - Brushless 26 驱动电机功能。

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 Brushless 26 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Brushless 26 Click board by driving the 
 * motor in both directions at different speeds.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Drives the motor in both directions and changes the motor speed approximately every 2 seconds.
 * The driving direction and speed will be displayed on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "brushless26.h"

static brushless26_t brushless26;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    brushless26_cfg_t brushless26_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.
    brushless26_cfg_setup( &brushless26_cfg );
    BRUSHLESS26_MAP_MIKROBUS( brushless26_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == brushless26_init( &brushless26, &brushless26_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( BRUSHLESS26_ERROR == brushless26_default_cfg ( &brushless26 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task");
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf ( &logger, "\r\n Driving motor clockwise \r\n" );
    for ( uint8_t speed = BRUSHLESS26_SPEED_MIN; speed <= BRUSHLESS26_SPEED_MAX; speed += 20 )
    {
        log_printf ( &logger, " Speed gain: %u\r\n", ( uint16_t ) speed );
        if ( BRUSHLESS26_OK != brushless26_drive_motor ( &brushless26, BRUSHLESS26_DIR_CW, speed, 2000 ) )
        {
            log_error ( &logger, " Drive motor " );
        }
    }
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf ( &logger, "\r\n Driving motor counter-clockwise \r\n" );
    for ( uint8_t speed = BRUSHLESS26_SPEED_MIN; speed <= BRUSHLESS26_SPEED_MAX; speed += 20 )
    {
        log_printf ( &logger, " Speed gain: %u\r\n", ( uint16_t ) speed );
        if ( BRUSHLESS26_OK != brushless26_drive_motor ( &brushless26, BRUSHLESS26_DIR_CCW, speed, 2000 ) )
        {
            log_error ( &logger, " Drive motor " );
        }
    }
    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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