使用uart串口配置TMC2209模块

news2024/11/14 6:16:29

串口配置的优点：

通过串口助手配置TMC2209的寄存器实现转速，方向，细分数等寄存器设置。最大细分可达256。

TMC2209串口配置数据发送格式：

通过数据手册可知，TMC2209写入数据需要发送64位16进制。

前面0~7位是同步+保留字节，取0x05；

8~15位是TMC2209从机地址位，通过MS1和MS2来进行配置，在0-3内选择。

16~23位是寄存器地址，寄存器地址需要|0x80，比如要写入的寄存器地址为0x00，在发送的时候就要0x00|0x80=0x80。

24~55位为要写入的寄存器数据，遵循字节由高到低进行配置，不需要配置的位，用0补上。

56~63位是CRC校验位，可通过数据手册给出的代码进行计算。

TMC2209串口配置数据读取格式：

读取数据的配置相对于写入数据而言相对简单，需要注意的是此时的寄存器地址不需要再|0x80。

CRC的计算和写入数据一样。

TMC2209串口数据读取出来的格式：

读取出来的从机地址为0xFF。

TMC2209串口连线方式：

TMC2209串口采用单线uart，其连接方式如下：

和串口助手连接时，TX和RX无需交叉。

寄存器配置：

电机控制方向和细分模式的选择：

由数据手册可知，第七位是内外部细分的选择，我们选择内部细分（内部细分默认256），第三位是控制电机正反转，给1反转，第零位也配置为1。所以寄存器由高到低配置为00 1000 0001 （该寄存器有十位，配置电机正转），即0x00 0x00 0x00 0x81(有32位数据，要在空的位补0)

串口写入数据：

记得把发送新行关掉，把Hex格式勾上。最后8位校验码在文末会给出C语言板的计算代码。

串口读取数据：

如图为读取0x00寄存器的指令，1为上面写入的指令，2为读取的指令，3为串口读取出来的数据。

写入的数据和读取出来的数据都是0x81，符合我们的结果。

TMC2209速度寄存器：

配置速度寄存器，可由TMC2209内部产生脉冲驱动步进电机转动。

转动的速度和方向可以根据数据手册进行计算。

TMC2209内部细分配置寄存器：

配置MRES即可配置内部细分个数。

CRC_8校验计算：

TMC2209的写入CRC计算是将前面55位的数据放入校验代码计算得出一个8位的数据。

下面以写入操作为例：

datagram为数据前面的55位，datagramLength数据长度为8。

写入操作CRC_8计算代码：

#include <stdio.h>

typedef unsigned char UCHAR;

// 计算 CRC 校验和
void swuart_calcCRC(UCHAR* datagram, UCHAR datagramLength) {
    int i, j;
    UCHAR* crc = datagram + (datagramLength - 1); // CRC 存储在数据包的最后一个字节
    UCHAR currentByte;
    *crc = 0; // 初始化 CRC 为 0

    for (i = 0; i < (datagramLength - 1); i++) { // 处理除最后一个字节外的所有字节
        currentByte = datagram[i];
        for (j = 0; j < 8; j++) { // 处理当前字节的每一位
            if ((*crc >> 7) ^ (currentByte & 0x01)) {
                *crc = (*crc << 1) ^ 0x07; // 如果 CRC 高位与当前字节最低位异或结果为 1，则 CRC 左移并异或多项式 0x07
            } else {
                *crc = (*crc << 1); // 否则，CRC 仅左移
            }
            currentByte = currentByte >> 1; // 当前字节右移处理下一位
        }
    }
}

int main() {
    UCHAR datagram[8] = {0x05, 0x00, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x81, 0x00}; // 数据包，最后一个字节用于存储 CRC 结果
    swuart_calcCRC(datagram, 8); // 计算 CRC 并将结果存储到数据包的最后一个字节
    
    printf("Calculated CRC: 0x%02X\n", datagram[7]); // 输出计算出的 CRC 值
    return 0;
}

输出结果：

读取操作CRC_8计算代码：

#include <stdio.h>

typedef unsigned char UCHAR;

// 计算 CRC 校验和
void swuart_calcCRC(UCHAR* datagram, UCHAR datagramLength) {
    int i, j;
    UCHAR* crc = datagram + (datagramLength - 1); // CRC 存储在数据包的最后一个字节
    UCHAR currentByte;
    *crc = 0; // 初始化 CRC 为 0

    for (i = 0; i < (datagramLength - 1); i++) { // 处理除最后一个字节外的所有字节
        currentByte = datagram[i];
        for (j = 0; j < 8; j++) { // 处理当前字节的每一位
            if ((*crc >> 7) ^ (currentByte & 0x01)) {
                *crc = (*crc << 1) ^ 0x07; // 如果 CRC 高位与当前字节最低位异或结果为 1，则 CRC 左移并异或多项式 0x07
            } else {
                *crc = (*crc << 1); // 否则，CRC 仅左移
            }
            currentByte = currentByte >> 1; // 当前字节右移处理下一位
        }
    }
}

int main() {
    UCHAR datagram[4] = {0x05, 0x00, 0x00, 0x00}; // 数据包，最后一个字节用于存储 CRC 结果
    swuart_calcCRC(datagram, 4); // 计算 CRC 并将结果存储到数据包的最后一个字节
    
    printf("Calculated CRC: 0x%02X\n", datagram[3]); // 输出计算出的 CRC 值
    return 0;
}