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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。) \# }! w- i0 H1 {
      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。

. V. h/ S$ ^" W# H% ~

- ]1 y9 j2 m. p: 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 SPI SPEED.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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正反转2圈.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:! z4 i4 y1 Q* K8 J& h' s6 q
//TMC5160 SET       
( H) K- |0 s; Q0 \        sendData(0xEC,0x000100C3);         //PAGE43:CHOPCONF: TOFF=3, HSTRT=4, HEND=1, TBL=2, CHM=0 (spreadcycle)
! I' s% `9 R4 `: s1 r% c        sendData(0x90,0x00061F0A);         //PAGE33:IHOLD_IRUN: IHOLD=10, IRUN=31 (max.current), IHOLDDELAY=6  
$ i/ b1 ]1 q7 E) t% N        sendData(0x91,0x0000000A);        //PAGE33:TPOWERDOWN=10:电机静止到电流减小之间的延时
7 G( W+ T9 v8 H0 S* ]$ Q, |        sendData(0x80,0x00000004);        //PAGE27:EN_PWM_MODE=1,使能1 f( l/ R- d" I0 K- c
        sendData(0xF0,0x000C0000);        //PAGE43WMCONF  s5 J) U' W$ B* X$ g
        sendData(0x93,0x000001F4);        //PAGE33:TPWM_THRS=500,对应切换速度35000=ca.30RPM        5 }; m4 i' W. R, N) ?" R6 A% n+ w
        sendData(0xA4,6000);             //PAGE35:A1=6000 第一阶段加速度
6 N; d" m# X  h! S: `        sendData(0xA5,150000);             //PAGE35:V1=150000加速度阀值速度V1
% f1 d- w6 U( j' B- C0 q        sendData(0xA6,3000);             //PAGE35:AMAX=3000大于V1的加速度        % `/ i1 {3 C) k' i# Q7 D4 \
        sendData(0xA7,600000);             //PAGE35:VMAX=600000      
! Q% [6 ~# w* I* \. ]& J        sendData(0xA8,4200);                        //PAGE35MAX=4200大于V1的减速度
+ J4 D# M7 R0 H; Z/ y        sendData(0xAA,8400);             //PAGE351=8400小于V1的减速度 . h# b" U2 M+ C# n1 P4 Y- N) Q
        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:
; c5 ]; ]6 f8 {- i        //TMC5160 SET        . |/ l( W! O2 @4 r& X+ P( B" ]
        sendData(0xEC,0x000100C3);         //PAGE46:CHOPCONF: TOFF=3, HSTRT=4, HEND=1, TBL=2, CHM=0 (spreadcycle)
9 F, [" p* ~8 I: K$ E! E( |        sendData(0x90,0x00061F0A);  //PAGE33:IHOLD_IRUN: IHOLD=10, IRUN=31 (max.current), IHOLDDELAY=6  
- L# C8 v3 ]) ]$ [' ~9 v" g4 N        sendData(0x91,0x0000000A);  //PAGE33:TPOWERDOWN=10:电机静止到电流减小之间的延时
( K" k, \4 g( l5 Z$ f7 w: n) ~) f1 w  A        sendData(0x80,0x00000004);        //PAGE27:EN_PWM_MODE=1,使能
9 |" P8 H% H5 T        sendData(0xF0,0x000C0000);  //PAGE43WMCONF
& v3 A% {+ ~( L/ l        sendData(0x93,0x000001F4);  //PAGE33:TPWM_THRS=500,对应切换速度35000=ca.30RPM, O5 E5 ^& D7 Z. [2 l! A( k& _
        sendData(0xA4,10000);      //PAGE35:A1=1000 第一阶段加速度
7 h/ u# n) B! O/ Z6 Y0 X% T# c8 k        sendData(0xA5,500000);     //PAGE35:V1=50000加速度阀值速度V1
, i7 {3 U( g8 g* \7 |        sendData(0xA6,5000);       //PAGE35:AMAX=500大于V1的加速度        ; @* l7 q- v' c" |# m# V
        sendData(0xA7,20000000);   //PAGE35:VMAX=200000      
; ^0 F) `/ y6 j" j( [        sendData(0xA8,7000);                  //PAGE35MAX=700大于V1的减速度 ! Z. E& K5 d. G, E, O
        sendData(0xAA,14000);     //PAGE351=1400小于V1的减速度
4 p) V" Z6 Z, U( \! Y        sendData(0xAB,100);       //PAGE35:VSTOP=10停止速度,接近于0        . Y8 E4 |* G) i& ~
        sendData(0xA0,0);                  //PAGE35:RAMPMODE=0位置模式,使用所有A、V、D参数        : D" O! X) ^& k7 ?" I$ i
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:56:17
初始化程序如下参考:
% G# t( V# ]. c. {          /* USER CODE BEGIN 2 */! C+ |) y' [, B; X3 l# E6 c
        SubdivisionSet(32);                //细分设置为32
# j) B- }! [$ g3 @        ISet();                                        //电流设置; M# m3 V+ d0 F$ l( y+ R
        HAL_GPIO_WritePin(STEP_GPIO_Port,STEP_Pin, GPIO_PIN_SET);$ N. c/ _! i9 {5 W  l( ]
                                                                //STEP设置为高' s: l" p- u/ L7 s' d2 e3 H
        HAL_GPIO_WritePin(CFG5_GPIO_Port,CFG5_Pin, GPIO_PIN_RESET);3 D3 L! I# V/ G  a' r
                                                                //CFG5设置为低3 f, m% }  C1 E4 s- _; c2 L" R
        HAL_GPIO_WritePin(CFG6_GPIO_Port,CFG6_Pin, GPIO_PIN_SET);
. B8 ^; I1 h% z. A                                                                //CFG6设置为高,保持电流减半
0 Y; t5 S( p/ R5 \1 U4 U- `  /* USER CODE END 2 */
7 t' b. _+ S. D: L* I$ }' V5 H( S
! @: o" V" F  J! T
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* |# ]" F( _: [# l0 ~5 Q
收藏,多谢!
7 b  U& K4 m0 Z: J2 q/ A8 i
感谢支持
mmuuss586 回答时间:2020-3-13 12:14:01
jeffhe1 发表于 2020-3-13 11:30& C$ {# i& O- S7 u
感謝分享 , 收藏學習中
$ a6 J8 g5 {% o6 I2 a
感谢支持
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 15:31:53
% v1 O$ o# ?" [
已更新教程
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:29:44
0.png
$ w7 W6 M$ O7 ^9 o
; l9 A6 q/ t. c1 N4 ~" p9 `
一、概述
; I8 I3 E) P/ Y
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。

$ W9 l% T- }" p
- R) z& {& o, {" C  C4 }
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:31:54

. e9 H/ f% d; @' c
参数及特点:

( r+ g0 |% c- ~% W
1、TMC5160驱控芯片参数如下:
- g% {" E% a4 ^. H1 l* j7 s; _& W
2、相步进电机高达20A线圈电流(外部 MOSFET)
0 g5 t3 Y# ]* l8 E9 u, e" ~3、运动控制器,具有 sixPointfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif 斜坡+ c2 C0 C6 ?, t# O, T" g1 U
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
; S, K1 b8 e/ d2 x) b; O5、电压范围8VDC至60VDC; I6 v. h( v. ^/ _
6、SPI和单线UART7 _  K0 F! s! {. D& Q: X
7、编码器接口和两个基准开关输入
# W6 I* C8 p2 |2 e; @8、每个全步长的最高分辨率为256个微步: ]* u4 d/ n& F( t; F. E
9、stealthChop2file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif静音工作和平滑运动
% t+ j& G, m. E1 w" @" W" a10、用于中等范围共振抑制谐振
; K* Z$ W% i$ V$ g. |11、spreadCycle高动态电机控制斩波器
1 q& f  b( y$ Q1 j3 `3 B' D12、dcStepfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif负载相关速度控制9 B) q5 F3 A0 b+ a& h7 v
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
' a3 p' R% o4 p. g+ R4 F  r14、coolStepfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif电流控制,可实现高达75%节能4 m* g1 N/ J) L1 n8 C
15、无源制动和续流模式+ ?: q. `, _: B& w. _3 ?" ?
16、全保护和诊断; @+ p+ W8 {: Q0 U5 z  R0 E) @" N" l
17、紧凑的尺寸9x9mm TQFP48/8mmx8mm QFN封装
; k7 b$ G, c* U' u% w
应用
- f$ v- q6 b- @" E7 v( p- K1、机器人和工业驱动器& j% z3 T; [) k6 y8 V
2、纺织、缝纫机
. Q. p& M7 y1 q. e. d8 F3 F3、包装机械
1 {. Z5 V6 _& B; ^4、工厂和实验室自动化" ?7 Z9 C) A, }
5、高速 3D 打印机
/ x, O4 q. W" q! a8 p' e6、液体处理
$ |: d$ ~& y3 [- e# n" A7、医疗; m/ Y" D( \8 d6 L% U' l7 d8 f+ u
8、办公自动化
4 [$ u, z% Z" v% e. O7 |3 g1 c9、有线闭路电视
0 d2 }+ {5 A: s) E) D10、自动取款机、现金回收
: A% R7 ^" g" J' C. u11、泵和阀门
9 L, Q0 A0 Q, w- m4 s
1.png
7 E5 ^7 R8 g: I; A4 {: @, Y3 h, t

/ q0 j2 q+ e2 S' T( e7 n: U: {
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:35:56
二、硬件设计
$ r! M/ Z6 T, x; }硬件设计接口上:支持SPI或UART或脉冲+方向控制% F% q4 ]% J" P! |4 Q( a( x5 A0 U9 [! k0 r
原理图如下图所示:/ j* H) \# e& ~( T
1.png 8 y) D4 @) N% g

' U+ x! t0 c: ?4 h- W4 [4 i
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:37:37

& U# u" b3 b. Q. |" F5 W  x
主芯片部分:
0.png 0 p" S' u% f: j% E7 d" T

9 \: I( c$ T8 J* Y) k) z! e
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:38:28
补充说明:
  _8 _, }, b+ Y8 D8 R# [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6 m/ o0 H; k7 G- x  ]2 ?; _
VCC:使用芯片内部5V输出电源;
; {2 e9 y6 s0 D- v6 T, \' Q- BVCC_IO电源:使用外部5V电源;1 {) D( l: F& E
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;
+ _0 H; t* d8 Q  I+ _" V
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:40:08

8 T* Q3 |* q4 e; P0 P6 Q
电源及接电机接口部分如下图:

, R6 [# n( G) V
0.png
( @1 {6 ^& Y0 X* u
$ o! T  ^2 i. Z7 I, l" v9 A
补充说明:
, X" [6 G; v' p" B" W
母线电容CE1选择:一般是1A对应100uF左右(有条件的尽可能大);

' O5 V! b5 ~% Q% C8 F0 v
电源保护:有条件的最好加防反接、TVS保护、以及保险丝等;
9 w4 ?0 X7 C8 r6 i& B0 n5 {
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 3 ^1 O$ F! U+ g- b7 T. b
5 D8 ^, F6 _. z$ t' l$ d1 u
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:43:30
SPI接口:
0.png ) S' v7 q- U+ }! F! ?9 d( ^: ]
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;
: x8 I- H8 K" P8 W
mmuuss586 回答时间:2020-4-6 16:44:02
MOS驱动电路:
0.png 2 k0 P' ^( i; L! i' }$ f  C3 f& u

) C/ O( J4 ]1 x: p( D$ J
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