使用我们的PWM电机控制解决方案,您可以轻松调节直流电机的速度和方向,实现平稳高效的运行。
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硬件概览
它是如何工作的?
DC Motor 8 Click基于Microchip的MIC4605,是一款85V半桥MOSFET驱动器,具有自适应死区和防激射保护。该IC利用其PWM引脚上的输入来调节输出MOSFET的开关状态。它的85V容忍度提供了很大的余量,以抵御由电机旋转产生的反冲电压。在实践中,应将电机使用的电源的两倍视为安全余量。该IC具有足够的容量来容纳其输入的最大允许电压,即40V。DC Motor 8采用半桥拓扑结构,这意味着它只能以一个方向运行连接的电机。然而,连接的电机的极性可以翻转,这将改变电机的旋转方向。连接的输入电压不能反向,并且必须按照PCB上标记的方式连接。尽管最大输入电压评级为40V,但最好永远不要向电机提供最大允许电压,因为这可能会导致MOSFET和其他组件过热,具体取决于所使用的电机和所受到的机械负载。设备永远不应被推动到最大允许的额定值。当PWM输入处于高逻辑状态时,驱动高侧功率MOSFET的HO输出引脚是
活动的,电路通过高侧功率MOSFET、电机线圈和地关闭。当PWM输入信号变为低时,它会迫使HO输出在约35ns内变为低电平。HS引脚监控驱动器状态-当HS电压降至2.2V以下时,高侧MOSFET关闭,经过短暂延迟(约35ns的上升时间)后,LO输出被激活。HS电压进一步下降会导致一个锁存器,只能通过PWM信号高逻辑电平来复位。如果HS电平未能降至2.2V以下,则内部250ns延迟被激活,随后HS引脚锁存。这样可以防止HS ringing导致LO输出处于不确定状态。当PWM信号再次变为高时,它将迫使LO输出在另外35ns内变为低电平,之后HO引脚可以开始再次进入高电平。这种机制确保永远不会发生激射。激射发生在两个MOSFET都处于活动状态时,电流从电源通过它们到地,引起耗散、振铃,甚至在某些情况下造成损坏。除了被路由到mikroBUS™的PWM引脚之外,用于启用设备的EN引脚也被路由到mikroBUS™的CS引脚。
逻辑高将使设备以正常模式工作,而低逻辑电平将使设备进入节能模式。该引脚由板载电阻拉高。为了正确操作,VIN电源端子必须与驱动电路完全隔离的40V电源连接。然而,为了正确运行,驱动器必须提供足够的电压来激活MOSFET。为此,DC Motor 8 click采用了Microchip的2MHz升压稳压器MIC2606制成的升压转换器。升压转换器电路提供12V,从mikroBUS™的5V输出,这允许理想的MOSFET开关条件,保持MOSFET(RDSON)的电阻在最佳水平。VOUT端子用于连接负载。带有两个连接点并且最高可达40V的小型至中等功率的直流电机可以与此click board™一起使用。VIN端子上的电压用于开启电机,而click本身则由mikroBUS™电压轨供电。为了正确运行,mikroBUS™上必须存在3.3V和5V电压。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G474R 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)
512
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
128k
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™。
DC Gear Motor - 430RPM (3-6V) 是电机和齿轮箱的一体化组合,通过添加齿轮可以降低电机速度同时增加扭矩输出。这款齿轮电机采用斜齿轮箱,是低扭矩和速度要求应用的高度可靠解决方案。齿轮电机的最关键参数是速度、扭矩和效率,在这种情况下,无负载时为520RPM,在最大效率时为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,是机器人技术、医疗设备、电动门锁等许多应用中替代传统刷式直流电机的理想选择。
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
这个库包含了 DC Motor 8 Click 驱动器的 API。
关键函数:
dcmotor8_set_duty_cycle
- 设置 PWM 占空比dcmotor8_pwm_start
- 启动 PWM 模块dcmotor8_pwm_stop
- 停止 PWM 模块
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
* @brief DcMotor8 Click example
*
* # Description
* This Click can drive simple DC motors with brushes, providing them with a significant amount
* of current and voltage up to 40V. The Click has one control input, that uses the PWM signal
* from the host MCU. It uses the half-bridge topology to regulate the speed of the motor
* rotation, employs advanced dead-time circuitry that monitors the output stage, providing
* maximum switching efficiency and features an advanced technique to avoid shoot-through
* currents.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and enables the Click board.
*
* ## Application Task
* This is an example that demonstrates the use of DC Motor 8 Click
* board by increasing and decreasing the motor speed.
* DC Motor 8 Click communicates with the register via the PWM interface.
* Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
*
* @author Nikola Peric
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dcmotor8.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static dcmotor8_t dcmotor8;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
dcmotor8_cfg_t cfg;
/**
* 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.
dcmotor8_cfg_setup( &cfg );
DCMOTOR8_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
dcmotor8_init( &dcmotor8, &cfg );
dcmotor8_set_duty_cycle ( &dcmotor8, 0.0 );
dcmotor8_enable ( &dcmotor8, DCMOTOR8_ENABLE );
dcmotor8_pwm_start( &dcmotor8 );
log_info( &logger, "---- Application Task ----" );
Delay_ms ( 500 );
}
void application_task ( void )
{
static int8_t duty_cnt = 1;
static int8_t duty_inc = 1;
float duty = duty_cnt / 10.0;
dcmotor8_set_duty_cycle ( &dcmotor8, duty );
log_printf( &logger, "Duty: %d%%\r\n", ( uint16_t )( duty_cnt * 10 ) );
Delay_ms ( 500 );
if ( 10 == duty_cnt )
{
duty_inc = -1;
}
else if ( 0 == duty_cnt )
{
duty_inc = 1;
}
duty_cnt += duty_inc;
}
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
类别:有刷