先进且安全的步进电机控制,适用于从机器人到精密机械的广泛应用。
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硬件概览
它是如何工作的?
Stepper 13 Click基于MPS的MP6500,这是一款双全桥电机驱动器。该IC的内部结构是对称的,具有两个用于驱动双极步进电机两个线圈的MOSFET H桥,能够在两个方向上驱动电机。MP6500使用宽输入电压范围 - 从4.5V到35V。这是用于激励电机线圈的电压。跳线(JP3)用于选择是否使用外部电源或从mikroBUS™ +5V电轨获取电源。MP6500有两个PHASE输入,用于控制电流通过H桥的方向,从而控制电机线圈。它还允许通过在MS1和MS2引脚上切换状态来控制步进电机的全步和半步模式。双极步进电机线圈可以连接到板载螺钉端子。有两个端子用于连接步进电机的每个线圈。第三个连接器连接一个范围从4.5V到35V的外部电
压,具体取决于所使用的电机电压要求。需要注意的是,如果没有有效的外部电压连接到该端子,电机将无法工作。此外,根据数据表,允许的绝对最大电压为40V。因此,在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35V,如PCB的丝印层所述。所有MP6500的控制线都路由到Stepper 13 Click上的第二个IC,即PCA9538A。这是一款知名的8位I/O扩展器,具有串行接口,在许多mikroelektronika设计中使用,因其简单性和可靠性而受到青睐。它允许通过I2C驱动MP6500 IC的控制线,并减少了Stepper 13 Click所需的引脚数量。这还允许发送紧凑的I2C消息,而不是一次切换多个引脚,这有
时会引入定时问题,尤其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。然而,MikroElektronika提供的库包含简单直观的函数,用于完全控制连接到Stepper 13 Click的双极步进电机。其用法在包含的示例应用程序中演示,可用作自定义设计的参考。电机电源可以连接到标记为VIN的输入端子,电压范围应在4.5V到35V之间。步进电机线圈可以连接到A1、B2、B1和A2端子。该Click板™支持用于电机的可选外部电源,但也需要来自mikroBUS™电轨的5V。
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™。
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
此库包含Stepper 13 Click驱动程序的API。
关键功能:
stepper13_set_direction
- 此功能通过设置DIR引脚逻辑状态来设定电机方向stepper13_set_step_mode
- 此功能设置步进模式分辨率stepper13_drive_motor
- 此功能以选定的速度驱动电机运行特定步数
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 13 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the Stepper 13 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 200 half
* steps and 400 quarter steps with 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 "stepper13.h"
static stepper13_t stepper13;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
stepper13_cfg_t stepper13_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.
stepper13_cfg_setup( &stepper13_cfg );
STEPPER13_MAP_MIKROBUS( stepper13_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == stepper13_init( &stepper13, &stepper13_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( STEPPER13_ERROR == stepper13_default_cfg ( &stepper13 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
log_printf ( &logger, " Move 200 full steps clockwise, speed: slow\r\n\n" );
stepper13_set_direction ( &stepper13, STEPPER13_DIR_CW );
stepper13_set_step_mode ( &stepper13, STEPPER13_MODE_FULL_STEP );
stepper13_drive_motor ( &stepper13, 200, STEPPER13_SPEED_SLOW );
Delay_ms ( 2000 );
log_printf ( &logger, " Move 200 half steps counter-clockwise, speed: medium\r\n\n" );
stepper13_set_direction ( &stepper13, STEPPER13_DIR_CCW );
stepper13_set_step_mode ( &stepper13, STEPPER13_MODE_HALF_STEP );
stepper13_drive_motor ( &stepper13, 200, STEPPER13_SPEED_MEDIUM );
Delay_ms ( 2000 );
log_printf ( &logger, " Move 400 quarter steps counter-clockwise, speed: fast\r\n\n" );
stepper13_set_direction ( &stepper13, STEPPER13_DIR_CCW );
stepper13_set_step_mode ( &stepper13, STEPPER13_MODE_QUARTER_STEP );
stepper13_drive_motor ( &stepper13, 400, STEPPER13_SPEED_FAST );
Delay_ms ( 2000 );
}
int main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END