【Follow me第二季第1期】微型低压步进电机驱动芯片试用

alanlan86

【Follow me第二季第1期】微型低压步进电机驱动芯片试用 [复制链接]

# TMC2300板子
- 在今次的Follow Me活动中，顺手在Digikey上购买了一块TMC2300的步进电机驱动板子，它刚好可以用在我的一个小设计上。
## 实物照片

![](https://mm.digikey.com/Volume0/opasdata/d220001/medias/images/57/MFG_TMC2300-BOB.jpg)

## 购买链接
https://www.digikey.cn/zh/products/detail/analog-devices-inc-maxim-integrated/TMC2300-BOB/10490856
## TMC2300简介

TMC2300是微型步进电机驱动芯片。该芯片特色功能有：超静音、抑共振、防堵转、电池供电超节能、内部集成功率MOS、体积小、精确、高效、可靠等，待机电流消耗小于1μA，该款驱动器改变了便携式设备和IoT中电机的使用方式。

**在我的应用中，因为是一个便携式的小设备，所以对于待机低功耗和超静音，电池供电这些点都刚好用到。**

常见的传统驱动芯片转动步进电机时，会出现人耳听得见的高音噪声或电机抖动的现象，严重影响产品的体验度。而TMC2300通过StealthChop静音技术， 可以使步进电机在运行时将噪音降低在10dB以下，达到超静音性能；还可以通过StallGuard4功能进行失速检测、堵转检测； 打开CoolStep功能让电机自适应负载，电机节能最高到90%。
## 芯片内部框图

![](https://www.mouser.cn/images/marketingid/2020/microsites/108682156/TMC2300.PNG)

## 板子的功能特性
- 2相步进电机驱动器
- 电流最高1.2A RMS (均方根电流)
- 电池供电设备（至少2个AA / NiMh电池，或1-2个锂离子电池）
- 电压范围为1.8V…11V DC
- 待机电流消耗<50nA
- 单线UART和Step / Dir接口
- 高达256微步
- StallGuard4™和StealthChop2™
- CoolStep™节能和自动待机电流降低
- QFN20（3×3）封装

## 控制方式
### 方式一
![](http://n.sinaimg.cn/sina_vr/crawl/13/w550h263/20191209/a220-iknhexh9127451.png)

### 方式二
![](http://n.sinaimg.cn/sina_vr/crawl/706/w550h156/20191209/ed75-iknhexh9127518.png)

当前，我先用方式一对板子进行测试，涉及应用会用到方式二进行设计。

## 硬件接线

### 测试环境
- 面包板接线略显混乱~~~~

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_868558" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=868558&handlekey=savephoto_868558">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

## 软件驱动

### PWM波形
采用定时器，产生1KHz PWM对芯片产生驱动。

```c
/*********************************************************************************************************
** Global variable
*********************************************************************************************************/

const nrf_drv_timer_t TIMER_TICK = NRF_DRV_TIMER_INSTANCE(2);

/*********************************************************************************************************
** Function name:     timer_event_handler
** Descriptions:      Handler for timer events.
** input parameters:  event_type -- event type, p_context -- timer context             
** output parameters: none
** Returned value:    none
*********************************************************************************************************/
void hwtimer_event_handler(nrf_timer_event_t event_type, void* p_context)
{
    switch (event_type)
    {
        case NRF_TIMER_EVENT_COMPARE0:
            nrf_gpio_pin_toggle(METAL_GRID_DRIVER_MOTOR_PIN);
            break;

default:
            //Do nothing.
            break;
    }
}

/*********************************************************************************************************
** Function name:     hwtimer_init
** Descriptions:      hwtimer config.
** input parameters:  none             
** output parameters: none
** Returned value:    none
*********************************************************************************************************/
void hwtimer_init(void)
{
    uint32_t err_code = NRF_SUCCESS; 
    nrf_drv_timer_config_t timer_cfg = NRF_DRV_TIMER_DEFAULT_CONFIG;
  
    err_code = nrf_drv_timer_init(&TIMER_TICK, &timer_cfg, hwtimer_event_handler);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);
}

/*********************************************************************************************************
** Function name:     hwtimer_start
** Descriptions:      hwtimer start.
** input parameters:  time_us -- config interrupt time interval              
** output parameters: none
** Returned value:    none
*********************************************************************************************************/
void hwtimer_start(uint32_t time_us)
{
    uint32_t time_ticks;
  
    time_ticks = nrf_drv_timer_us_to_ticks(&TIMER_TICK, time_us);

nrf_drv_timer_extended_compare(&TIMER_TICK, NRF_TIMER_CC_CHANNEL0, time_ticks, NRF_TIMER_SHORT_COMPARE0_CLEAR_MASK, true);

nrf_drv_timer_enable(&TIMER_TICK);
  
    nrf_gpio_cfg_output(METAL_GRID_DRIVER_MOTOR_PIN);
}

/*********************************************************************************************************
** Function name:     hwtimer_stop
** Descriptions:      hwtimer stop.
** input parameters:  none             
** output parameters: none
** Returned value:    none
*********************************************************************************************************/
void hwtimer_stop(void)
{
    nrf_drv_timer_disable(&TIMER_TICK);
}

```

## 演示视频
<div id="player_c5568507734a34a83de1786997b8ee060" class="localvideo-box"></div><div class="localvideo-title">测试试验</div><br/>