基于TMC428的步进电机控制系统设计-亚博APP手机版

日期:2021-02-08 00:55:01 | 人气: 62537

基于TMC428的步进电机控制系统设计-亚博APP手机版 本文摘要:章节q电机是最重要的持续执行装置,在工业控制和各种办公设备中,q电机的平稳可靠的运行关系到工业控制的精度和设备的质量,特别是在高精度数控系统中拒绝q电机的正确运行。

章节q电机是最重要的持续执行装置,在工业控制和各种办公设备中,q电机的平稳可靠的运行关系到工业控制的精度和设备的质量,特别是在高精度数控系统中拒绝q电机的正确运行。如何构建q电机的正确可靠的控制成为工业控制等系统中的重要技术. 多年来,许多专家学者开发了许多性能良好的q电机控制系统,但早期的q电机控制系统体积大,使用的零件多,这给系统可靠的运营带来了小风险。

随着电子技术的发展,许多功能单元南北模块化和数字化。而且具有小型轻量、动作可靠性低、成本低等优点。另外,需要构建多轴控制。

这对q电机控制系统的设计非常方便。TRINAMIC公司生产的TMC428是这样的3轴Q电机控制芯片。

这里为TMC428控制芯片设计了三轴q电机控制系统,本系统可以作为经济的三轴数控系统使用。另一方面,TMC428芯片及其功能TMC428是小型、性价比高的二相Q电机控制器,包括方位控制、速度控制及微步控制等Q电机中经常使用的控制功能,同时可以控制三个互相Q电机。

具有两个独立国家的SPI模块可以分别连接到具有微处理器和SPI模块的Q电机驱动器,三个TMC236需要包括菊花链结构的连接。1 .结构TMC428使用16插槽PCB,包含在各单元的寄存器和片上RAM中。

其内部包括两个外部串行接口、波形发生器和脉冲发生器、微步单元、多端口RAM控制器和中断控制器。如图1所示一定需要。SPI串行通信用于32bit数据长度的非常简单的协议,连接到电机驱动器时,其数据传输速度高达1Mbit/s。

时钟输出范围长,时钟频率最低平均为16MHz,以3.3V或5V的CMOS/TTL兼容水平供电。图12,功能TMC428有四种不同的工作模式,每个Q电机的控制是分别编程的,其中方位控制是RAMP模式和SOFT模式,速度控制是VELOCITY模式和HOD模式。TMC428取得功能不同的寄存器单元和片上RAM的集,一般从微处理器取得控制指令,微处理器通过发送并交接相同长度的包,对TMC428寄存器和RAM展开读写动作。

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TMC428的寄存器和芯片上RAM的功能不同。寄存器作为存储器电动机整体搭载参数和运动参数发挥作用,片上RAM作为存储器驱动器串行接口的搭载和作为微步表发挥作用的电动机整体的参数是驱动器菊花链中的TMC236 运动参数还包括仅次于各电机的当前方位、目标方位、速度的电流比例、波形发生器和脉冲发生器参数、微步细分分辨率等。

片上RAM还包括64地址的数据空间,每个地址可以存储24比特宽的数据,前32比特地址数据是驱动器菊花链串行通信分组的部署,初始化后,TMC428是菊花链的各TMC 也就是说,驱动器串行接口在初始化后自动运行,不需要微处理器的参与。只需将方位速度写入登录的寄存器即可控制电机。

TMC428的多端口RAM控制器可以管理数据的读出时间。由此,微处理器可以随时读出寄存器和芯片上RAM的数据。利用波形发生器,可以处理发射机中存储的运动参数,计算出电机的运动速度曲线。

脉冲发生器根据波形发生器计算得到的速度产生q脉冲。q脉冲发生时TMC428的驱动串行接口自动向q电机驱动菊花链发送数据包来驱动q电机。使用微步控制,微步单元开始由脉冲生成器处理q脉冲,同时根据自由选择的微步分辨率生成全步、半步、微步脉冲,串行 从TMC428到驱动器的串行数据包长度是不同类型和制造商电路中包含的SPI环结构,数据长度仅次于64bit。初始化后,TMC428和q电机驱动器之间的通信自动完成。

具有不同类型SPI模块的驱动程序可以混合使用菊花链结构连接到TMC428部署。二、系统分析本系统使用MCS51单片机作为微处理器,用作系统的控制和指令发布,这是整个控制系统的核心,系统的各种逻辑和数量的计算都是单片机51单片机本身没有SPI模块,所以单片机和TMC428需要独立国家SPI专用模块的数据切换,接通电源后,单片机首先是TMC428 由于运动参数安装在TMC428的功能寄存器上,因此三个TMC236包括一个雏菊链,每个TMC236控制一个QC电机,并初始TMC428能够瓦解单片机自动将控制数据发送到TMC236来构建电机控制的系统结构如图2右图所示。

图2三、硬件设计本系统的单片机与AT89S52组合,系统时钟频率使用16MHZ,TMC428的最低工作频率需要超过16MHZ,但TMC236的PWM操作者频率为100 为了便于设计,使用方波电路,16MHZ的时钟频率方波为了增加20KHZ电源的复杂性,系统由单一的5V直流电源供电。在本系统中,由于TMC428不用于内部中断,所以3个参照电源输出必须短路,也不用于3.3V电源,所以V33插槽必须用470nF的电容短路,5V输出电源用100nF的电容滤波, 驱动SPI模块的数据输出线SDI_S插槽请用电阻值10K的电阻下拉。TMC428的nscs_s时隙作为三个TMC236使能信号被连接到CSN时隙。

控制数据通过SDO_S插槽传输到TMC236的SDI插槽,但由于使用菊花链格式,所以三个TMC236通过各自的SDO——SDI彼此串联连接。在TMC236的电路设计中,20KHZ的外部时钟从OSC插槽输出。


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