首先很幸运能够参与到TB67S109A是两相双极步进电机驱动器开发板的测试活动,官方的响应速度也相当给力哦,很快就收到了开发板,并且贴心的配带了散热器!
一、通过厂家提供的以及自己在网上找到了相关的资源,整理了一下,如下所示:
1、TB67S109AFNAG-IO测试板说明:
2023-12-25 14:15 上传
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2、TB67S109AFNAG-IO测试板原理图:
2023-12-25 14:15 上传
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3、TB67S109AFNG_CN中文数据手册:
2023-12-25 14:15 上传
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4、TB67S109AFNG_EN英文数据手册:
2023-12-25 14:15 上传
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5、TB67S109AFNG应用手册:
2023-12-25 14:16 上传
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6、拓展应用电路:
2023-12-25 14:17 上传
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二、TB67S109A是两相双极步进电机驱动器开发板是一块专门驱动电机的开发板,板载了拨码开关用来设置细分,通过可调节的电位器来调整输出电流大小,另外还有2两超亮的LED指示灯,用来指示电源供电和报警状态;除此芯片的逻辑控制信号也通过排针的形式全部接引了出来,可以通过与外接控制板的方式实现对电机的控制,信号输入端定义如下:
GND:信号地输入端
VCC:信号电源输入端(板载上TS2是用来选择部分控制信号的电源的,默认连接是板内的5V,但我在实际使用的时候发现在TS2的旁边,厂家还准备了3脚2.54间距的排针孔,所以我就将TS2的短接去掉了,焊接上了3PIN的排针,用跳帽的形式来选择此信号电源,因为我需要外接控制板,所以跳帽选择连接在3.3V/5V与VVCC短接在了一起)
M1:励磁模式设置输入端(细分设置端DMODE0)
M2:励磁模式设置输入端(细分设置端DMODE1)
M3:励磁模式设置输入端(细分设置端DMODE2),通过拨码开关的配置,将细分设置在了1/8这个挡位
ALE:报警输出端,对应芯片的ALERT引脚,当芯片进入保护状态时会拉低ALE
Mo:电角监视引脚,对应每4个整步,Mo接低一次
DIR:步进方向信号输入端,对应芯片的CW/CCW引脚
CLK:步进脉冲信号输入端,一个脉冲走一步,脉冲的频率决定了步进电机的运转速度
EN:使能信号输入端,对应芯片的ENABLE引脚,低电平时关闭芯片的功率输出
电机绕组连接定义如下:
A+:连接电机绕组A相
A-:连接电机绕组A相
B+:连接电机绕组B相
B-:连接电机绕组B相
需要注意的是板载的RS值的设定,是用了2个0.47欧姆的并联,这样最大电流控制在了3A以内,在选用两相步进电机时需要注意电流参数值,是否在板载承受能力范围内,如果需要更大的电流,也可以通过更换RS来调节
最后就是电机供电电压的连接:
VM:连接直流电源正极
GND:连接直流电源负极
推荐的工作电压参考范围在9~24V之间,这也是根据选用电机的电源特性来决定的
三、我们外接的控制板使用的是Mini-SPIN0230,板载主控芯片MM32SPIN0230是一款32位的Arm Cortex-M0内核的微控制器,使用到板载上的4个按键,分别用来控制电机使能控制、电机方向调节和电机速度加减的调节
开发板原理图如下所示:
我们使用了没有被板载资源占用的几个GPIO端口来与TB67S109A驱动板进行连接,具体分配如下:
PB5<->EN:用来控制电机的使能
PB6<->CLK:用来提供PWM时钟频率
PB7<->DIR:用来控制电机的运转方向
PB9<->ALE:用来监测电机的报警状态
PA5<->Mo:用来监测电机的电角
其中CLK使用的PB6引脚我们使用了TIM1的PWM输出功能,本身TIM1就具有高级定时器功能,结合ALE/PB9的报警状态,我们将其配置为PWM的刹车功能,这样在电机运转过程中,只要出现了报警状态,就可以硬件上快速响应并停止PWM的输出,从而保证电机正常;
在实际使用时,厂的原理图上对于ALE已经做了上拉处理,但对于Mo引脚来说,是一个悬空的,它是OC类输出的,得有上拉电阻才会有高电平,否则就是低阻或者高阻,所以又从外部接了一个5.1K的上拉电阻,保证Mo输出电平的正确性
四、电机我们选用了两相步进电机20HS2806A4这个型号,0.8度的步距角、0.6A、12V,具体参数如下图所示:
五、下面就是整体环境了,包含了TB67S109A电机驱动板、Mini-SPIN0230开发板、20HS2806A4两相步进电机、MM32-Link调试烧录器、USB转TTL工具和逻辑分析仪
六、实际运转时的波形监测
上电我们默认配置的是1KHz的CLK频率,通过按键我们可以调整CLK的PWM输出频率,来调节步进电机的转速,最大的CLK频率不能超过100KHz哦
因为我们设置的细分是1/8,而Mo是4个整步输出一个低电平,所以我们上幅图中可以看出,32个外CLK信号对应一个Mo低电平,而Mo的低电平时间也是根据CLK的频率周期来的,低电平的持续时间为一个CLK的频率周期
七、工程源代码
2023-12-25 14:26 上传
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八、运行演示
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