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游名:STM32F0+Trinamic智能步进驱动芯片TMC5160(最高20A)参考原...  

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mmuuss586 发布时间:2020-3-12 14:59
基于STM32F0+Trinamic智能步进驱动芯片TMC5160(最高20A)参考原理PCB图/代码等开源汇总分享
资料下载见附件,电脑登入
代码:KEIL MDK5.2以上打开
       TRINAMIC TMC5160是一款高功率步进电机控制器和驱动器IC,带串行通信接口。该器件结合了一个灵活的斜坡发生器,用于以先进的步进电机驱动器实现自动目标定位且外置MOSFETs带有StealthChop、SpreadCycle静音防抖动技术,使用外部晶体管可实现高动态、高扭矩驱动、TMC5160控制/驱动智能IC使步进电机性能更强大。1 C: X+ i  X! B0 J" z
      基于TRINAMIC的复杂的spreadCycle 和 stealthChop斩波器,该驱动器可确保绝对无噪声工作能力及最高能效和最佳电机扭矩。高集成度、高能效和小巧的外形尺寸实现小型化和可扩展的系统,适用于高性价比解决方案。完整的解决方案最大限度地缩短了学习曲线,同时提供高性能。
: S' o( O! z: j0 s' y- ]8 E1 h

- a. N5 D- R8 f2 [% U, ^
1.jpg
2.jpg
3.jpg
4.jpg
5.jpg
6.jpg

86mm_2Phase_Hybrid_Stepper_Motor.pdf

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TMC5160 (DIR STEP).rar

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TMC5160.rar

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TMC5160-DEMO原理图.pdf

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TMC5160驱动57高速步进电机视频.rar

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步进智能驱控芯片TMC5160_Datasheet_Rev1.06.pdf

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基于TMC5160脉冲加方向驱动86电机无需mcu.rar

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智能步进电机驱控芯片TMC5160中文手册(2).pdf

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基于Stm32F0+TMC5160 Arduino接口步进驱动参考原理图PCB图教程源码等开源分享.pdf.pdf

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游名科技产品目录(2020-7-21).pdf

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1 收藏 11 评论95 发布时间:2020-3-12 14:59

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95个回答
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:54:47
初始化程序如下参考:* b! |1 A8 g1 B
//TMC5160 SET        ' T8 E, i. B' w  a$ c
        sendData(0xEC,0x000100C3);         //PAGE43:CHOPCONF: TOFF=3, HSTRT=4, HEND=1, TBL=2, CHM=0 (spreadcycle)
2 B" c) `0 Y% Y% t' |0 C        sendData(0x90,0x00061F0A);         //PAGE33:IHOLD_IRUN: IHOLD=10, IRUN=31 (max.current), IHOLDDELAY=6  ) P7 R: W0 |) W4 @. s9 u! T
        sendData(0x91,0x0000000A);        //PAGE33:TPOWERDOWN=10:电机静止到电流减小之间的延时
, n, v0 u+ b; {8 b$ I        sendData(0x80,0x00000004);        //PAGE27:EN_PWM_MODE=1,使能
. n! E9 H0 e" ?) ^% L        sendData(0xF0,0x000C0000);        //PAGE43WMCONF
1 c  b" _& N# I. y        sendData(0x93,0x000001F4);        //PAGE33:TPWM_THRS=500,对应切换速度35000=ca.30RPM       
" M6 J" L2 @" J) C        sendData(0xA4,6000);             //PAGE35:A1=6000 第一阶段加速度
' k- @3 t6 N% w" K$ c        sendData(0xA5,150000);             //PAGE35:V1=150000加速度阀值速度V18 w# ?# A5 q( H' X
        sendData(0xA6,3000);             //PAGE35:AMAX=3000大于V1的加速度        
5 }3 U; q0 f+ w: f8 ?        sendData(0xA7,600000);             //PAGE35:VMAX=600000       $ e" _  K# T' T9 U
        sendData(0xA8,4200);                        //PAGE35MAX=4200大于V1的减速度
8 W, V9 m# T3 H        sendData(0xAA,8400);             //PAGE351=8400小于V1的减速度 9 F5 |! v5 h, T+ |: N: c# ~$ W
        sendData(0xAB,10);                     //PAGE35:VSTOP=10停止速度,接近于0
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:55:33
初始化程序如下参考:
) K) {$ `0 m( }( R        //TMC5160 SET        ! p7 K$ r( I) L: o! y' c
        sendData(0xEC,0x000100C3);         //PAGE46:CHOPCONF: TOFF=3, HSTRT=4, HEND=1, TBL=2, CHM=0 (spreadcycle)) i# f6 L: P4 e) z; S. R7 }
        sendData(0x90,0x00061F0A);  //PAGE33:IHOLD_IRUN: IHOLD=10, IRUN=31 (max.current), IHOLDDELAY=6  / p+ d. d7 F  h5 Z) K6 J
        sendData(0x91,0x0000000A);  //PAGE33:TPOWERDOWN=10:电机静止到电流减小之间的延时! ]' q' q2 l. P+ {' X; q0 I
        sendData(0x80,0x00000004);        //PAGE27:EN_PWM_MODE=1,使能
2 u; m. n5 T- R+ B8 B        sendData(0xF0,0x000C0000);  //PAGE43WMCONF2 w2 O- F* G8 v8 |9 j" y* k3 c
        sendData(0x93,0x000001F4);  //PAGE33:TPWM_THRS=500,对应切换速度35000=ca.30RPM
" ?7 f# z( Z& Q3 ?/ q        sendData(0xA4,10000);      //PAGE35:A1=1000 第一阶段加速度$ s/ P, S6 @3 {6 ]) L0 `$ i* q: l
        sendData(0xA5,500000);     //PAGE35:V1=50000加速度阀值速度V1
1 o# L& s8 I" a3 E8 A9 {7 W        sendData(0xA6,5000);       //PAGE35:AMAX=500大于V1的加速度        
" t& }5 }& `* T# p* Q' c+ r        sendData(0xA7,20000000);   //PAGE35:VMAX=200000      
/ z' t7 R' \  M) l) C0 c* V  x! f- U        sendData(0xA8,7000);                  //PAGE35MAX=700大于V1的减速度 4 ^' F" c" m* ~1 k6 h
        sendData(0xAA,14000);     //PAGE351=1400小于V1的减速度 " z* D( y: {& ?$ v8 c0 h
        sendData(0xAB,100);       //PAGE35:VSTOP=10停止速度,接近于0       
) D' l+ ^% y% w; j        sendData(0xA0,0);                  //PAGE35:RAMPMODE=0位置模式,使用所有A、V、D参数       
. H  g' T9 A/ W' q1 G: j) P8 A
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:56:17
初始化程序如下参考:
6 g. J/ F4 [5 p. A& N! d          /* USER CODE BEGIN 2 */- J1 @5 g7 @  U1 ?  [* E9 m
        SubdivisionSet(32);                //细分设置为32
5 }6 M2 w3 m+ W3 h; P3 ]" W        ISet();                                        //电流设置' t) u. l3 }8 ^5 {- c; w
        HAL_GPIO_WritePin(STEP_GPIO_Port,STEP_Pin, GPIO_PIN_SET);
: E/ Z4 @* C. [5 Q% o& h                                                                //STEP设置为高
& @. c4 [; X' |+ V7 v7 ~        HAL_GPIO_WritePin(CFG5_GPIO_Port,CFG5_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  v- v% }. T/ [  W4 Z( c& X                                                                //CFG5设置为低
  `( Y4 n" L# h8 f2 S$ m        HAL_GPIO_WritePin(CFG6_GPIO_Port,CFG6_Pin, GPIO_PIN_SET);
: q6 Y# m/ q1 d% {0 T6 R                                                                //CFG6设置为高,保持电流减半
2 B: T+ @: d, W5 g( d7 [4 L( F$ x$ T  /* USER CODE END 2 */
3 Z3 l# ?9 y2 Z4 i6 L/ D8 y( [
) @/ X% P$ {# y7 i5 R. b
mmuuss586 回答时间:2020-3-12 15:02:51
Kevin_G 回答时间:2020-3-13 10:34:07
收藏,多谢!
jeffhe1 回答时间:2020-3-13 11:30:27
感謝分享 , 收藏學習中
mmuuss586 回答时间:2020-3-13 12:11:05
Kevin201707 发表于 2020-3-13 10:34
3 D( T& O2 `" {收藏,多谢!

8 ~0 W2 j% b( e$ W0 P) J3 z感谢支持
mmuuss586 回答时间:2020-3-13 12:14:01
jeffhe1 发表于 2020-3-13 11:30
' e1 V! y, F4 R! I+ G" E5 U感謝分享 , 收藏學習中

2 d) v8 N3 U2 E5 o感谢支持
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 15:31:53

) M' B+ I2 f- E  U已更新教程
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:29:44
0.png * `* L- a* L2 a
: X7 p' r3 Y+ {! @$ C9 }5 _8 Y
一、概述
3 G3 m7 P  n' n1 X  n
TMC5160是一款高功率步进电机控制器和驱动器IC,带串行通信接口。该器件结合了一个灵活的斜坡发生器,用于以先进的步进电机驱动器实现自动目标定位且外置MOSFETs带有StealthChop、SpreadCycle静音防抖动技术,使用外部MOS管可实现高动态、高扭矩驱动、TMC5160控制/驱动智能IC使步进电机性能更强大。将强大的步进电机驱动器和专用运动控制器集成在一块芯片上,将数字信息直接转换为平滑,精确,可靠的物理运动。这种带有串行通信接口的新型单轴步进电机驱动器IC专为具有外部MOSFET的2相步进电机而设计,每个线圈的电机电流可达20A, 电压范围8V到60VDC。
9 ?3 m: Q3 K# t4 a4 i8 Y

: H7 ]; Y/ h, Y8 ^' i
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:31:54

6 z% ^" I, I) U
参数及特点:

* m4 Y9 Q9 [3 }
1、TMC5160驱控芯片参数如下:
% H5 b& R. L) V: ^8 q. |
2、相步进电机高达20A线圈电流(外部 MOSFET)
4 D! a0 Y7 n: D3 U& @3、运动控制器,具有 sixPointfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif 斜坡. ~7 @+ o8 H& F6 ~4 R
4、步进/方向接口具有微步插值 microPlyerfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif
: T: G) p# q7 g% g. Q3 V5、电压范围8VDC至60VDC5 W, Z. T/ W& m) b7 O$ b' l% O  [
6、SPI和单线UART
, Q% ^+ j; ^! A6 M7、编码器接口和两个基准开关输入
7 M/ N7 }" ^3 n8、每个全步长的最高分辨率为256个微步7 n3 q9 {6 ^7 E
9、stealthChop2file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif静音工作和平滑运动
& C# c3 P6 X' @* Z$ M  T- [10、用于中等范围共振抑制谐振& m: |5 q. v$ X' W- @4 }8 K: w
11、spreadCycle高动态电机控制斩波器
+ O, |% W2 o7 @; ^' G" S! N12、dcStepfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif负载相关速度控制
. t9 F. ]: i8 b/ Y$ M* ]13、stallGuard2file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif高精度无传感器电机负载检测' {, k4 l+ P2 e$ \% Y; g+ F& H
14、coolStepfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif电流控制,可实现高达75%节能
3 L7 p" w+ E9 ?9 Z15、无源制动和续流模式1 q; C! j, z4 Z, {" }
16、全保护和诊断* V2 c- ?& h/ n! `) f) a! Q
17、紧凑的尺寸9x9mm TQFP48/8mmx8mm QFN封装

' s: O1 F6 |* F. A. w! D
应用) g3 i6 a1 Y8 K. a8 S
1、机器人和工业驱动器
8 t- P$ y, o; t+ Z2、纺织、缝纫机8 r9 f' e& M+ i9 J2 g/ W: h
3、包装机械7 u+ u7 e0 j2 J; l: u) j
4、工厂和实验室自动化+ t: }% a/ P: z* x( l6 I
5、高速 3D 打印机0 x7 s! h# n: q6 f
6、液体处理/ B! i" |5 O7 ]/ g" N; [
7、医疗' ]( D8 z. }. h% h7 {7 l+ N
8、办公自动化& V" q6 q; A" G8 s
9、有线闭路电视2 W; o0 x' y/ P" A3 K: }
10、自动取款机、现金回收4 C; B! K6 A/ ^1 Y8 J/ Z
11、泵和阀门
( ?2 U: L1 n* f  ^9 K2 K- M
1.png % _# D8 s, o+ t0 d6 g

. Q8 P8 S" N$ C2 d) ?: q+ W
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:35:56
二、硬件设计
7 i/ O9 [; e9 h5 c+ o6 d9 O硬件设计接口上:支持SPI或UART或脉冲+方向控制' H; R0 X' o* A
原理图如下图所示:
4 G/ i( z0 P. w6 R% P9 X9 u 1.png
! W5 c9 [$ s# v8 ^+ e
' J! f- E0 _9 w) s4 f" d/ ?
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:37:37
$ K: Y% W, ^1 H3 V, Q/ z9 g
主芯片部分:
0.png & G& T" }; C3 ^& V" }
( M8 c1 t, `$ ?
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:38:28
补充说明:
) R* I; I, s$ f% \4 {SPI_MODE、SD_MODE:对应的J10、J11通过跳线帽选择高、低电平选择不同模式
- S$ e4 V& \' G- _9 r9 W! ?4 H* j# yVCC:使用芯片内部5V输出电源;% h/ n- {! H& `7 [6 s: h, r
VCC_IO电源:使用外部5V电源;
, t8 o3 N$ O  m: j9 ^8 }; v& M' }如果都使用外部5V电源可选择外部的,可降低芯片的发热和功耗;# X( w( W! d4 c
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:40:08

) ^1 u/ P' W8 E. u. \6 b0 `' a
电源及接电机接口部分如下图:

9 s' a8 A, @# ^$ y* T7 _4 q" L, @# ?( W8 z, E
0.png / |1 ]" _6 i( r' W# H. ^2 t3 @
1 z5 R; r+ c3 H& i9 a' D8 @
补充说明:

  [; ^# R' ~" g+ e1 d- {
母线电容CE1选择:一般是1A对应100uF左右(有条件的尽可能大);
$ d5 P1 [2 s) @/ {/ i
电源保护:有条件的最好加防反接、TVS保护、以及保险丝等;
8 E# v1 U8 `& y! r$ M+ O" D; u
电机接口:如果对EMC要求较高的,最好加些滤波和保护,参考电路如下图
1.png ' O6 G$ ^) D6 J
, Q  u' l, h+ [6 F
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:43:30
SPI接口:
0.png
# t2 O( [7 r5 {# h: _' T2 G4 {5 j
补充说明:
CSN:为SPI接口选择不同的MCU引脚(SPI+SD:为SPI模式有效);
SPI接口:SPI+SD:为SPI模式有效;
CFG细分设置接口:SPI+SD:为脉冲+方向控制模式才有效;
  b. S+ c1 f5 L- d
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:44:02
MOS驱动电路:
0.png
+ S( ~1 M. C# a4 ^1 [
6 y/ u3 Y3 |5 k! G4 F
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