通过 H 桥配置控制步进电机在全步、半步、四分之一步和八分之一步模式下的操作。
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硬件概览
它是如何工作的?
Stepper 14 Click 基于德州仪器的 DRV8847,这是一款双全桥电机驱动器。该 IC 的内部结构是对称的,具有两个 MOSFET H 桥,用于双极步进电机的两个线圈的双向驱动。DRV8847 使用宽输入电压范围 - 从 2.7V 到 18V。这是用于给电机线圈通电的电压。跳线 (JP4) 用于选择是否使用外部电源或从 mikroBUS™ +3.3V 或 +5V 轨获取电源。DRV8847 具有两个 PHASE 输入,这些输入控制电流通过 H 桥的方向,从而控制电机线圈的方向。通过切换 MS1 和 MS2 引脚的状态,还可以控制步进电机在全步和半步模式下运行。双极步进电机线圈可以连接到板载螺丝端子上。用于连接步进电机线圈的有两个端子。第三个连接器连
接一个外部电压,范围从 2.7V 到 18V,具体取决于所用电机的电压要求。需要注意的是,如果没有有效的外部电压连接到这个端子,电机将无法工作。此外,还需要注意的是 20V 是允许的绝对最大电压。因此,当驱动较重负载时,可能会激活过温保护。建议的最大电压不应超过 18V,如 PCB 丝印层上所述。所有 DRV8847 控制线都连接到 Stepper 14 板上的第二个 IC,即 PCA9538A,这是一款众所周知的 8 位 I/O 扩展器,具有串行接口,因其简单性和可靠性而在 MikroElektronika 的许多设计中使用。它允许通过 I2C 驱动 DRV8847 IC 的控制线,并减少 Stepper 14 Click 所需的引脚数量。这也允许发送紧凑的 I2C 消息,而不
是一次切换多个引脚 - 这有时会引入时间问题,特别是当这些引脚属于不同的 MCU 端口时。通过改变六个控制引脚的状态,可以在全步和半步模式下驱动步进电机。电机电源可以连接到标有 VIN 的输入端子,电压应在 2.7V 至 18V 范围内。步进电机线圈可以连接到 A1、B2、B1 和 A2 端子。Click 板™ 支持电机的可选外部电源。此 Click 板™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压电平。这使得 3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都能正确使用通信线。此外,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 STM32G431RB 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-M4
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
32k
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!”
原理图
一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
通过调试模式的应用程序输出
1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。
2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。
软件支持
库描述
该库包含 Stepper 14 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
stepper14_set_direction
- 此功能将电机方向设置为顺时针或逆时针,并保存在 ctx->direction 中stepper14_set_step_mode
- 此功能设置步进模式分辨率,并保存在 ctx->step_mode 中stepper14_drive_motor
- 此功能以选定的速度驱动电机运行指定的步数
开源
代码示例
这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。
/*!
* @file main.c
* @brief Stepper 14 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the Stepper 14 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-clockwise for 400 half
* steps with a 2 seconds delay on driving mode change. 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 "stepper14.h"
static stepper14_t stepper14;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
stepper14_cfg_t stepper14_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.
stepper14_cfg_setup( &stepper14_cfg );
STEPPER14_MAP_MIKROBUS( stepper14_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == stepper14_init( &stepper14, &stepper14_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( STEPPER14_ERROR == stepper14_default_cfg ( &stepper14 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
log_printf ( &logger, " Move 200 full steps clockwise, speed: medium\r\n\n" );
stepper14_set_direction ( &stepper14, STEPPER14_DIR_CW );
stepper14_set_step_mode ( &stepper14, STEPPER14_MODE_FULL_STEP );
stepper14_drive_motor ( &stepper14, 200, STEPPER14_SPEED_MEDIUM );
Delay_ms ( 2000 );
log_printf ( &logger, " Move 400 half steps counter-clockwise, speed: fast\r\n\n" );
stepper14_set_direction ( &stepper14, STEPPER14_DIR_CCW );
stepper14_set_step_mode ( &stepper14, STEPPER14_MODE_HALF_STEP );
stepper14_drive_motor ( &stepper14, 400, STEPPER14_SPEED_FAST );
Delay_ms ( 2000 );
}
int main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END