TMC2209内部配置说明（译文）_tmc2209控制步进电机资源-CSDN文库

步进电机驱动芯片

需积分: 15 108 浏览量 2023-03-05 16:44:34 上传评论 2 收藏 2.34MB PDF 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

1.2 控制接口

TMC2209 支持用于基本模式选择的离散控制线和基于 UART 的带 CRC 校验的单线接口。当发送正确的 UART

数据时，UART 接口自动启用。当使用 UART 时，引脚选择可能被控制位禁用。

1.2.1 UART 接口

单线接口允许单向操作（仅用于参数设置），或双向操作用于完全控制和诊断。它可以由任何标准的微控制

器 UART 驱动，甚至可以由软件中的位触发驱动。可以使用从 9600 波特到 500k 波特甚至更高的波特率（当

使用外部时钟时）。不需要波特率配置，因为 TMC2209 自动适应主机的波特率。帧格式与智能 TRINAMIC 控

制器和驱动器 IC TMC5130、TMC516x 和 TMC5072 相同。CRC 校验和允许远距离数据传输。对于固定的初始

化序列，将包括 CRC 在内的数据存储到μC 中，因此，完全初始化只需消耗几百字节的代码。如果不需要，

CRC 可以在读取访问期间被忽略。这使得 CRC 使用了一个可选功能！IC 支持四个地址设置，以便在单个总

线上访问最多四个 IC。如果不需要读取访问，通过将所有接口引脚连接在一起，甚至可以并行编程更多的

驱动器。模拟多路复用器（如 74HC4066）可以提供可选的寻址。从软件角度来看，TMC2209 是一个具有多

个控制和状态寄存器的外围设备。它们中的大多数既可以是只写的，也可以是只读。一些寄存器允许读和

写访问。如果只写寄存器需要读修改写访问，请在主软件中实现影子寄存器。

1.3 移动和控制电机

1.3.1 STEP/DIR 接口

电机由步进和方向输入控制。STEP 输入上的有效边沿可以是上升边沿或上升边沿和下降边沿，由特殊模式

位（DEDGE）控制。使用两个边沿将 STEP 信号的触发速率减半，这对于通过慢速接口进行通信非常有用

例如光学隔离界面。在有效步进边沿上从 DIR 输入采样的状态确定是前进还是后退。每个步骤可以是一个

完整步骤或一个微步，其中每个完整步骤有 2、4、8、16、32、64、128 或 256 个微步。DIR 上状态为低的

步进脉冲增加微步计数器，而状态为高的步进将计数器减少由微步分辨率控制的量。内部表格将计数器值

转换为正弦和余弦值，用于控制微步进电机电流。

1.3.2 内部步进脉冲发生器

有些应用不需要精确的协调运动——电机只需要以一定的速度移动一定的时间。TMC2209 配有内部脉冲发

生器，用于这些应用：只需通过 UART 接口提供速度，即可移动电机。速度符号自动控制运动的方向。然而，

脉冲发生器不集成斜坡功能。较高速度下的运动需要通过软件增加和降低速度值。

STEP/DIR 模式和内部脉冲发生器模式可以在应用中混合使用！

1.4 StealthChop2 和 SpreadCycle 驱动器

StealthChop 是一种基于电压斩波器的原理。它特别保证电机在静止和慢速运动时绝对安静，滚珠轴承产生

的噪音除外。与其他电压模式斩波器不同，StealthChop2 不需要任何配置。它在通电后的第一个动作中自动

学习最佳设置，并进一步优化后续动作中的设置。一个初始的归位序列就足够学习了。可选地，初始学习

参数可以存储到 OTP。StealthChop2 通过对电机速度的变化立即做出反应，实现了高电机动态性能。

对于最高速度的应用，SpreadCycle 是 StealthChop2 的一个选项。它可以通过输入引脚或 UART 和 OTP 启用。

StealthChop2 和 SpreadCycle 甚至可以结合使用，以实现两全其美：StealthChap2 无噪音、静音、平滑

性能，SpreadCycle 在高动态下以更高的速度运行，在低振动下以最高峰值速度运行。

SpreadCycle 是一种先进的逐周期斩波模式。它在大范围的速度和负载下提供平稳的操作和良好的共振阻尼。

SpreadCycle 斩波器方案自动集成和调谐快速衰减周期，以确保平滑的过零性能。

使用 StealthChop2 的好处：

-使用低成本电机显著改进微步进

-电机运行平稳、安静

-绝对没有待机噪音

-减少机械共振，提高扭矩

1.5 失速防护装置 4–机械负载感应

StallGuard4 可准确测量电机上的负载。它可以用来失速检测以及负载低于电机失速负载时的其他用途，如

CoolStep 负载自适应电流降低。这提供了有关驱动器的更多信息，允许以下功能驱动机构的无传感器归位和

诊断。

1.6 CoolStep–负载自适应电流控制

coolStep 以最佳电流驱动电机。它使用 stallGuard4 负载测量用于将电机电流调整到实际负载情况下所需的最

小量的信息。

这样可以节省能源并保持部件冷却。

好处是：

-能效功耗降低 75%

-电机产生的热量更少，提高了机械精度

-更少或没有冷却，提高了可靠性

-使用更小的电机，所需的扭矩储备更少→ 更便宜的电动机可以起作用

-更少的电机噪声由于更少的能量激励电机共振

图 1.3 显示了与具有 50%扭矩储备的标准操作相比，使用 coolStep 时 42mm 步进电机的效率增益。在示例中，

coolStep 在 60RPM 以上启用。

剩余32页未读，继续阅读

内容反馈

x464839941

粉丝: 1
资源: 14

最新资源

资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议，欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理！点击此处反馈

feedback-tip