电机驱动开发

news2024/11/24 11:31:32

最近在搞电机驱动程序，感觉很简单，实际操作却发现里面还有很多猫腻（细节）。

电机在嵌入式设备中非常常见，例如云台的转动，都是靠电机来驱动的。

电机常见分步进电机、直流电机，相对来说步进电机精准度会更高，控制起来也更复杂。直流电机，往往需要接一个反馈，才能比较好的控制电机。

总体来说，电机驱动的目的：

1、电机开关

2、电机转动方向

3、电机转动距离（角度）

4、电机转动速度

把这几项管理好（协调好），就是驱动主要目的。

很多情况下，电机不仅仅是转与不转的关系，还应该有其他要求，因此需要程序或芯片来实现驱动功能。

以下是比较常见的架构：（当然现在驱动芯片很强，可以同时驱动多个电机）

作为程序员而言，其实是关心的，怎么通过MCU “调用” 驱动芯片，实现

开关切换、电机转动方向切换、电机转动速度调节之类的。

还好，本次同时接触了两款不同的驱动芯片，因此可以明确一点：不同驱动芯片驱动方式是不相同的！所以要分析对应的技术手册文档（往往都比较简单，虽然看起来内容很多）！

但不管怎么样，还是存在一些共同特性（后面会记录）。

先看下，其中一款驱动芯片引脚定义：

其实一开始，小白是看不懂的（当然有类似经验就好了）。总的来说，对软件而言，关心的有这几个：VREF1~VREF4、OUTx、Ixx、PHASE1~PHASE4，这几个（后面两组是用来Control input控制输入的，也就是开关）。

再来看看，驱动芯片内部结构：

就好比流程图一样，左边是我们要输入的（通过MCU），右边是控制输出的。逻辑也上很简单。

再来看看另外一款驱动芯片信息的

这款更简单，最多控制两路电机。

与上面那款比起来，共同关注是：VREFx、OUTx，表示的意思也是一样的。

其他常见引脚：

●EN 逻辑输入：它是芯片使能输入。低逻辑电平可切断桥 A 和桥 B 的所有功率 MOSFET。

此引脚还连至过电流和热保护电路的集电极以实现过电流保护。

●CLOCK 逻辑输入：它是步进时钟输入。在每个上升沿，状态机前进一步。例如HALF step模式下，如果输入一个波形，则Step+1

●CW/CCW 逻辑输入：它选择了旋转的方向，注意这个不是电流控制方向。高逻辑电平设置的是顺时针方向，低逻辑电平设置的是逆时针方向。这个跟上面CLOCK有关系，要确认好，

就好比，现在要去调整开关（电风扇开关，设置风量大小）；这个引脚的意思你要顺时针调，还是逆时针调

●HALF/FULL 逻辑输入：它是步进模式选择器。高逻辑电平设置的是半步进模式，低逻辑电平设置的是全步进模式。

●CONTROL 逻辑输入：它是衰变模式选择器。高逻辑电平设置的是慢衰变模式，低逻辑电平设置的是快衰变模式。

●VREFA 和 VREFB 模拟输入：它们分别是桥 A 和桥 B 的源引脚。（PWM输入）如果此处固定输入，则Iout是固定的，这里

核心内容：

控制开关输出：

第一款芯片，我们来看看手册，

大致意思是通过使能I0，I1，PHASE来控制输出方向状态之类；通过VREF来控制速度。这样不是就简单了嘛。但是需要怎么使能呢？还得看一张表：

圈出来的就是我们需要的。

第二款芯片，我们来看看手册，以Half step为例：

大致的意思：当选择half step（独立使能引脚）模式时，通过给不同数量的CLOCK可以实现不同形式切换。

这张图，看右侧波形，举个例子：

当step=4的时候，Iouta=CW,Ioutb=待机

当step=5的时候，Iouta=CW,Ioutb=CW

....