标签: 步进驱动

​TMC5272 是一款高性能的 双轴步进电机控制器 和 驱动器 。支持2.1V至20V的电压范围，2*0.8A RMS。集成了四个20V H-Bridges。 两个Quadrature Encoder（正交编码器）接口 StealthChop2（静音斩波）技术，解决常规步进电机在低速时候带有的抖动和噪声困扰的难题。 SpreadCycle（高动态斩波）模式，高速度高动态电流控制，解决常规步进电机高速容易堵转，高速上不去的问题。 自带8点加减速曲线控制、2轴 直线插补 功能。 StallGuard2和StallGuard4， 无传感器堵转检测 功能 TriCoder 无传感器实现停车失步检测等。 包括低Rds(ON) 值（310mΩ）、高 分辨 率（256微 步/全步） 此外，TMC5272还具备诊断和保护功能，如 短路保护/过流保护、热关断、欠压锁定 等。 该器件采用36-pin WLCSP封装，尺寸仅为2.97mm x 3.13mm x 0.9 mm。 应用领域广泛： 包括但不限于 可穿戴设备（ VR/AR ）、个人便携手持设备、光学系统、监控摄像头、 会议视 频 、云台、电动焦距调节 、注射泵、 贴片 泵、 胰岛素泵 、 移液器、 实验室自 动化 等。 总之，TMC5272是一款 高度集成、高效能、小型化 的 双轴步进电机 控制器， 适用于各种需要 精确控制和节能解决方案 的应用场合 。

入门级的步进驱动的功能框图如下 如果降低要求，电流采样这边直接用比较器，用DAC输出参考，和采样的电流进行比较，MCU只处理斩波反馈的信号，这样，编程难度更低。 OK,从最简单的开始，正弦表。 到网上找了一通，甚至找了正弦表的发生软件，以及MTLAB来做，但是都没有找到合适的资料，好吧，与其浪费时间来做这个搜集工作，还不如自己用EXCEL计算出来。12位DAC输出，那最大4095，用EXCEL计算以后，得到的128细分正弦表如下： uc16 Sine12bit = {0,50, 100, 151, 201, 251, 301, 351, 401, 451, 501, 551, 601, 651, 700 , 750, 799, 848, 897, 946, 995,1044,1092,1141,1189,1237,1285,1332,1380,1427,1474,1521,1567 ,1613,1659,1705,1751,1796,1841,1886,1930,1975,2018,2062,2105,2148,2191,2233,2275,2317,2358,2399 ,2439,2480,2519,2559,2598,2636,2675,2713,2750,2787,2824,2860,2896,2931,2966,3000,3034,3068,3101 ,3133,3165,3197,3228,3259,3289,3319,3348,3377,3405,3433,3460,3486,3512,3538,3563,3588,3611,3635,3658 ,3680,3702,3723,3744,3764,3783,3802,3821,3838,3856,3872,3888,3904,3919,3933,3947,3960,3972,3984,3996 ,4006,4016,4026,4035,4043,4051,4058,4064,4070,4075,4080,4084,4087,4090,4092,4094,4094,4095}; 然后配置程序，一输出，完美！   第二个需要做的工作是，脉冲输入。 计划先反转和脱机功能不做，先让电机转起来再说。查找STM32的资料，发现这个很好实现。用外部中断9来触发DMA的输出。 如果你是一个单片机老手，这个做起来当然简单，但是我对DMA了解不够，但是还算是比较顺利，程序编写后，功能完全满足要求。   然后难一点的东西来了，细分的输入处理。 细分功能的实现，一开始低估了细分功能实现的难度，     根据目前市面上驱动器的特点，以及在运行中切换细分可能造成的丢步。      高细分切换到低细分时会丢掉小于一个低细分角度的旋转，比如，从128细分下的125阶梯切换到2细分时，125~128的四个阶梯会自动丢失掉     （整步和256细分，后面需要再进行添加）     设置驱动器的细分设置在上电初始化中完成。     程序的设计流程如下：     1、查询细分设置端口的电平，以确定“细分”     2、根据细分，分配DMA空间     3、计算DMA中存入的“梯度正弦值”，初始化两个DMA，并赋值DMA的基址。     4、外部脉冲触发DAC输出，DAC的数据寄存器绑定DMA1和DMA的地址，直接从DMA中取值   设计完成上面的工作，就可以开始PWM的输出了，PWM的输出如果不处理反馈，功能也很容易实现，简单的程序可以设置固定的占空比，以及加入一定的死区就OK了，程序编写完成以后，调试OK,一切进展看似很顺利。   对步进驱动技术有兴趣的朋友，可以加入 迪莫驱动技术群 ：104155124，我们将每周安排时间在群内一起讨论技术问题。

      我目前的情况如下：       之前一直用的是模拟的器件实现的步进电机驱动器，从一开始的衰减模式到PWM斩波方式，到后面了解到的PID控制，MOS驱动等方面技术的积累，我之前就尝试自己来设计一款数字化的步进电机驱动器，但是因为公司的业务方向问题，以及自己下班后时间安排也挺紧张，一直没有开始动手，唯一一次有机会设计，就是配合一个FPGA的高手，为他提供步进驱动方面的一个时序要求，以及配合一些参数的测试，并且成功的完成了比较基础的步进电机的驱动。     当然那款驱动没法量产的，第一是芯片太贵，性价比不高，因为这个项目也是入门级的，所以实现了基本的功能以后，就没有深入理解下去，后来根据这个项目，提高了之前那个项目的内部时钟，从而使之前设计的项目性能上得到了提高，FPGA的项目也就完成了使命。我现在的编程能力方面，毕业时候完成的项目是用汇编语言完成的，当然也只是修改了一些代码，完成了一个机器人的简单功能，后面毕业以后完成过几个项目，也是在别人的代码下修修补补，后来用单片机，也就完成一些简单的测试功能，简单用到单片机的内部资源，所以编程能力方面，我只能算是入门。简单来说，硬件方面基本上问题不大，编程才是我做这个项目的最大难度。       之前完成过一篇小文章，《 步进电机驱动器的软硬件设计总结》   算是我对步进电机理解的一个小结，可以看出，要设计一款数字化的步进电机驱动器，如果用到DSP，现在压根就没有这种能力，所以只能从简单的MCU开始入手，一开始选择了dsPIC33来做，因为步进入门，我就是开始从PIC开始的，并且有一定的库支持。但是方案开始后，很快被老大否决，从而转32位的STM32，而我之前接触的都是8位的单片机，所以项目的难度可想而知。但是我知道，这个一定是我要走过的路，唯有勇敢面对。     希望这篇博文可以坚持写下去，不管遇到什么样的问题，希望记录下来，也希望看到这篇博文的前辈能不吝赐教，提供点睛之笔，拜谢。   对步进驱动技术有兴趣的朋友，可以加入 迪莫驱动技术群 ：104155124，我们将每周安排时间在群内一起讨论技术问题。