標(biāo)題: TMC262中文數(shù)據(jù)手冊(cè)(翻譯版下載) [打印本頁(yè)]
作者: 對(duì)蘇俄匪幫    時(shí)間: 2018-8-4 16:36
標(biāo)題: TMC262中文數(shù)據(jù)手冊(cè)(翻譯版下載)
自己做的翻譯，請(qǐng)大家多多指正。

TMC262數(shù)據(jù)手冊(cè)
通常來(lái)說(shuō)，這款兩相雙極步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有很高的性比價(jià)，同時(shí)擁有做先進(jìn)的功能。它外部有合適的MOS管，可以驅(qū)動(dòng)不同尺寸大小的步進(jìn)電機(jī)。擁有STEP/DIR和SPI兩種驅(qū)動(dòng)模式。

  用途
紡織機(jī)，縫紉機(jī)
工廠自動(dòng)化
實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化
液體處理設(shè)備
醫(yī)療
辦公自動(dòng)化
打印機(jī)和掃描儀
門禁系統(tǒng)
自動(dòng)取款機(jī)
Pos機(jī)（銷售終端）
泵和閥門
日光反射控制器
數(shù)控機(jī)床


特點(diǎn)
使用外部的P管N管使電機(jī)電流的最大值達(dá)到8A(大電流)
最大值達(dá)到60V的直流工作電壓(高壓)
最大細(xì)分倍數(shù)為256(高分辨率)
芯片是5*5mm QFN32的封裝(最小的尺寸)
使用同步整流算法(低功耗)
門驅(qū)動(dòng)控制斜率和電流(合適的磁場(chǎng)干擾)  

過(guò)流,短路,過(guò)溫和欠壓保護(hù)(保護(hù)和診斷功能)
無(wú)傳感器負(fù)載檢測(cè)電路(拖延保護(hù))
自適應(yīng)電流控制節(jié)能達(dá)75%（智能節(jié)能）
修改微細(xì)分的值增加電機(jī)輸出電流的平滑度（微細(xì)分）
高精度斬波使電機(jī)擁有最好的正弦波波形和良好的過(guò)零點(diǎn)（擴(kuò)張周期）


說(shuō)明
TMC262驅(qū)動(dòng)器是一款兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。它有在工業(yè)上處于領(lǐng)先地位的設(shè)置，包括高分辨率的微分，無(wú)傳感器負(fù)載檢測(cè)，自適應(yīng)電流算法，低共振斬波運(yùn)算和標(biāo)準(zhǔn)的SPI和STEP/DIR通訊接口。TMC262驅(qū)動(dòng)器有四個(gè)外置的P&N管，電機(jī)有達(dá)到8A的最大電流和達(dá)到60V的最大直流工作電壓。有完善的保護(hù)診斷電路，這使得電機(jī)能夠安全可靠的運(yùn)行。
高度集成化，高效的能量利用率以及外部組件小型化設(shè)計(jì)（小型封裝的元器件）使得該驅(qū)動(dòng)器成本大大的降低，與其他同類型產(chǎn)品相比有極大的競(jìng)爭(zhēng)力。

實(shí)例：
高功率和小尺寸

TMC262驅(qū)動(dòng)器在功率利用效率和功能的多樣化很是可圈可點(diǎn)，可以應(yīng)用于不同的領(lǐng)域和不同型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。在芯片，PCB硬件以及高效的軟件設(shè)計(jì)水平的支持下加快了設(shè)計(jì)周期和銷售速度，擁有強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。TRINAMIC的智能節(jié)能技術(shù)提高了能源利用效率，進(jìn)一步節(jié)省了成本。

STEPROCKER

相比于傳統(tǒng)的熱傳遞冷卻，它能夠滿足所有的冷卻要求。通過(guò)論壇，應(yīng)用軟件，原理圖，開(kāi)放的工程來(lái)源和演示函數(shù)等方式，運(yùn)動(dòng)控制體系支持STEPROCKER。

TCMC模塊能夠驅(qū)動(dòng)11號(hào)步進(jìn)電機(jī)

這個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有1.2A輸出功率并且能夠直接安裝在28號(hào)步進(jìn)電機(jī)上。小型尺寸封裝的雙MOS管使得驅(qū)動(dòng)器有一個(gè)非常緊湊和靈活的PCB布局。

TMC262開(kāi)發(fā)平臺(tái)評(píng)估

這個(gè)測(cè)試版是一個(gè)基于TMC262的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
在個(gè)人電腦上運(yùn)行控制軟件，可以了解到它在USB和RS232串口通信是很有特點(diǎn)的。
在40V的直流工作電壓，外置的MOS管的驅(qū)動(dòng)電流能達(dá)到6A。
它的控制軟件規(guī)定了一個(gè)很好用的用戶界面。在這個(gè)界面中你可以設(shè)置控制參數(shù)并且使電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)可視化。
電機(jī)運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)外部的信號(hào)源和輸入信號(hào)得到控制。

目錄
10.1先斷后通邏輯
10.2ENN輸入
10.3斜率控制
11  診斷和保護(hù)
11.1短路檢測(cè)
11.2開(kāi)路負(fù)載檢測(cè)
11.3過(guò)溫檢測(cè)
11.4欠壓檢測(cè)
12  供電時(shí)序
13  系統(tǒng)時(shí)鐘
13.1頻率選擇
14  mos管實(shí)例
15  外部電源
16  布線考量
16.1采樣電阻
16.2裸板
16.3電源濾波
16.4布線實(shí)例
17  極限參數(shù)
18  電氣特性
18.1操作范圍
18.2直流和交流的范圍
19  封裝數(shù)據(jù)
19.1平面尺寸
19.2芯片封裝數(shù)據(jù)
20  免責(zé)聲明
21  靜電敏感設(shè)備
22  圖表
23  修訂歷史
24  參考文獻(xiàn)



如上圖1.1所示,TMC262芯片在智能運(yùn)動(dòng)控制(μC)與mos管之間，mos管是用來(lái)驅(qū)動(dòng)兩相步進(jìn)電機(jī)。拉高后，在TMC262中嵌入式單片機(jī)通過(guò)SPI串口通訊發(fā)送相關(guān)的控制參數(shù)和模式選擇來(lái)完成程序的初始化。單片機(jī)可能直接執(zhí)行運(yùn)動(dòng)控制功能，如圖1.1上部分所示，也可能發(fā)送指令到運(yùn)動(dòng)控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制，如圖1.1下部分TCM439所示。通過(guò)STEP接口輸入的脈沖信號(hào)，和DIR接口的方向控制信號(hào)，運(yùn)動(dòng)控制器能夠精確控制運(yùn)動(dòng)位置。TMC262有一個(gè)微步計(jì)數(shù)器和正弦列表將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為線圈電流（這些電流控制了電機(jī)的位置）。如果單片機(jī)要直接實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制功能，就需要在TMC262的SPI接口上輸入線圈電流的值，在這時(shí)候STEP/DIR接口的功能會(huì)變得無(wú)用。這種運(yùn)行方式需要相應(yīng)的軟件去跟蹤步進(jìn)電機(jī)的位置并且參考正弦列表去計(jì)算線圈電流。為了優(yōu)化功耗和散熱，可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)時(shí)的修改調(diào)整智能節(jié)能、負(fù)載檢測(cè)和電流設(shè)置的參數(shù)，例如在不同的運(yùn)行模式下，實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行速度和功耗的均衡。運(yùn)動(dòng)控制功能是一個(gè)硬實(shí)時(shí)的任務(wù)，它對(duì)嵌入式單片機(jī)的可靠施行和其他任務(wù)可能是一種負(fù)擔(dān)。TMC429卸載了運(yùn)動(dòng)控制功能，3個(gè)步進(jìn)電機(jī)能夠可靠地實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的少許服務(wù)需求。軟件只需要發(fā)送目標(biāo)位置，TMC429就能夠產(chǎn)生精確的脈沖數(shù)目。通過(guò)SPI總線，軟件就能夠完美的控制TMC262和TMC429芯片的運(yùn)行。

1.1主要概念
TMC262步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器完成了多個(gè)高級(jí)專利，這些專利是TRINAMIC產(chǎn)品獨(dú)有的。在很多步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用上，這些專利提高精確度，提高能源利用效率，使產(chǎn)品有跟高的可靠性，使運(yùn)動(dòng)動(dòng)作更加流暢，更利于電機(jī)的冷卻。
Stallguard      使用線圈的反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行高精度符合測(cè)量
Coolstep       自適應(yīng)電流控制能降低75%的能源損耗
Spreadcycle     高精度斬波算法有助于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固定關(guān)斷時(shí)間的算法
Microplyer      微細(xì)分的內(nèi)插程序比STEP/DIR接口更有助于提高微步距的平滑度
除了增強(qiáng)這些寄存器性能，TRINAMIC步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器也提供安全檢測(cè)和防范因短路、開(kāi)路、超溫、欠壓引起的電機(jī)故障，并且加強(qiáng)了發(fā)生故障的設(shè)備的恢復(fù)性。
1.2控制界面
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有兩種驅(qū)動(dòng)方式，分別是SPI接口控制模式和STEP/DIR接口控制模式。SPI接口用于給芯片寫入控制信息和讀取芯片和電機(jī)的狀態(tài)信息。必須使用這個(gè)接口使步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的相關(guān)參數(shù)和能夠驅(qū)動(dòng)電機(jī)的必要模式初始化。該接口也可以直接設(shè)置流經(jīng)步進(jìn)電機(jī)線圈的電流，同樣的也可以代替使用STEP和DIE信號(hào)的步進(jìn)電機(jī)，因此步進(jìn)電機(jī)能夠通過(guò)SPI接口單獨(dú)控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。STEP/DIR接口是一種傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)控制接口，用于補(bǔ)充TRINAMIC設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。只使用SPI接口的CPU開(kāi)銷比查找正弦列表和發(fā)出線圈電流的最新值稍微多一些。
1.2.1SPI接口
SPI接口是一個(gè)串行通信接口，它和總線的時(shí)鐘同步。當(dāng)上位機(jī)發(fā)送字節(jié)給下位機(jī)時(shí)，下位機(jī)同步的發(fā)送字節(jié)給上位機(jī)。SPI主機(jī)和TMC262之間的通信是由20位的命令字節(jié)和20位的狀態(tài)字節(jié)構(gòu)成。在低速是，SPI的指令速率通常對(duì)應(yīng)這相似的微步速率。在高速時(shí)，速度受限于CPU頻帶寬度達(dá)到10-100khz,所以應(yīng)用程序可能需要改變整步時(shí)的分辨率。
1.2.2STEP/DIR接口
驅(qū)動(dòng)器默認(rèn)使用STEP/DIR接口。在上升沿觸發(fā)還是雙邊沿觸發(fā)不同模式，受到DEDGE位的控制。上升沿觸發(fā)模式是雙邊沿觸發(fā)模式電機(jī)轉(zhuǎn)速的一半，這樣有利于通信速度慢的接口的通信比如光學(xué)隔離接口。每一個(gè)觸發(fā)的信號(hào)邊沿，系統(tǒng)都會(huì)從方向信號(hào)的高低電平來(lái)決定電機(jī)是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。可以選擇整步還是微步，微步的話有整步的1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128、1/256的區(qū)分。在微步細(xì)分時(shí)，由微步驟分辨率控制的量，方向信號(hào)低態(tài)會(huì)增加微步計(jì)數(shù)器，高臺(tái)會(huì)減小微步計(jì)數(shù)器。有一個(gè)內(nèi)部表將計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)換為正弦和余弦值，這個(gè)內(nèi)部表用來(lái)控制微步狀態(tài)的電機(jī)電流。
1.3機(jī)械負(fù)荷傳感
TMC262 stallguard2提供高分辨率的負(fù)載檢測(cè)電路通過(guò)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)來(lái)確定機(jī)械的負(fù)載。
除了檢測(cè)電機(jī)失速之外，這個(gè)特性還可以用于在沒(méi)有限位開(kāi)關(guān)或近程檢測(cè)器時(shí)電機(jī)的定位。
Coolstep節(jié)能機(jī)械裝置使用stallguard2減少電機(jī)的電流，這個(gè)電流的最小值必須滿足電機(jī)負(fù)載的實(shí)際需求。
1.4電流控制
流入電機(jī)線圈的電流被用來(lái)控制循環(huán)斬波模式。有兩種斬波模式：傳統(tǒng)的常系數(shù)斬波模式和循環(huán)斬波模式。循環(huán)斬波模式能提供更加流暢操作和更大的功率效率在大范圍的速度和負(fù)載上。
2.1封裝外形

2.2信號(hào)描述
名稱
管腳
類型
功能描述
GND
1

數(shù)字地 模擬地
13
HA1
2
O (VS)
高端p型mos管輸出   用來(lái)驅(qū)動(dòng)VHS去控制mos管的導(dǎo)通和截止
HA2
3
HB1
23
HB2
22
BMA1
5
I (VS)
橋接輸出的檢測(cè)輸入  用來(lái)短接到地，保護(hù)電路。
不用的時(shí)候受限于VS
BMA2
4
BMB1
20
BMB2
21
LA1
6
O 5V
低端mos管驅(qū)動(dòng)輸出  用來(lái)驅(qū)動(dòng)5VOUT去控制mos管的導(dǎo)通和截止
LA2
7
LB1
19
LB2
18
SRA
8
AI
斬波驅(qū)動(dòng)程序的采樣電阻輸入
SRB
17
5VOUT
9

內(nèi)部的5V線性穩(wěn)壓器的輸出。這個(gè)電壓用來(lái)給低端驅(qū)動(dòng)和內(nèi)部模擬電路供電。外接一個(gè)濾波電容，電容靠近9和13引腳，另一端接地。470nf的陶瓷電容對(duì)大部分應(yīng)用程序是足夠的�；蛘咭粋�(gè)鉭電容（10μF或更多）能夠提高mos管柵極性能。
SDO
10
DO VIO
SPI的數(shù)據(jù)輸出端（三態(tài)）
SDI
11
DI  VIO
SPI的數(shù)據(jù)輸入端（測(cè)試模式的掃描測(cè)試輸入端）
SCK
12
DI  VIO
SPI接口的串行時(shí)鐘輸入
（在測(cè)試模式掃描測(cè)試轉(zhuǎn)變位使能輸入）
CSN
14
DI  VIO
SPI接口的芯片選擇輸入
ENN
15
DI  VIO
禁止使能輸入端 關(guān)閉所有mos管
CLK
16
DI  VIO
系統(tǒng)時(shí)鐘輸入端。低電平 使用內(nèi)部時(shí)鐘，高電平 禁用內(nèi)部時(shí)鐘知道斷電
VHS
24

高端電源電壓輸入（10v）
VS
25

電機(jī)電源電壓
TST_ANA
26
AO VIO
模擬模式的測(cè)試輸入端，正常運(yùn)行時(shí)保持常開(kāi)狀態(tài)
SG_TST
27
DO VIO
電機(jī)失速保護(hù)，高電平有效
GNDP
28

功率管的接地，直接接地
VCC_IO
29

所有數(shù)字引腳的電源輸入輸出端，數(shù)字邏輯供電，可調(diào)3.3v和5v
DIR
30
DI  VIO
方向信號(hào)的輸入端，通過(guò)隨機(jī)抽取的高低電平?jīng)Q定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，內(nèi)置的濾波器提供一個(gè)60ns的小脈沖信號(hào)。
STEP
31
DI  VIO
步進(jìn)信號(hào)輸入端，內(nèi)置的濾波器提供一個(gè)60ns的小脈沖信號(hào)。
TST_MODE
32
DI  VIO
測(cè)試模式的輸入端使芯片進(jìn)入測(cè)試模式正常狀態(tài)常接地

主要功能有：

振蕩器和時(shí)鐘選擇器

提供了系統(tǒng)時(shí)鐘，（1.片上振蕩器 2.外部信號(hào)源）

步進(jìn)和方向信號(hào)接口

使用微步計(jì)數(shù)器和正弦列表生成目標(biāo)電流（線圈電流）

SPI接口

接收直接設(shè)置線圈電流值的指令

數(shù)據(jù)選擇器

從正弦列表和SPI接口選擇一種來(lái)控制輸入電機(jī)線圈的電流

乘法器（倍頻器）

當(dāng)電流大于電機(jī)負(fù)載的需求值或者所設(shè)計(jì)的芯片電流的尺寸參數(shù)時(shí)，使之按比例減小
數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器和電流比較器
將數(shù)字的電流值轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，用來(lái)與采樣電阻上的電壓相比較，當(dāng)模擬值大于采樣電阻電壓值時(shí)，比較器停止輸出斬波驅(qū)動(dòng)電壓

先斷后通門驅(qū)動(dòng)

確保沒(méi)有重復(fù)的脈沖信號(hào)，通過(guò)提高脈沖電壓和控制脈沖斜率來(lái)關(guān)閉功率mos管

片上穩(wěn)壓器

為驅(qū)動(dòng)器的P溝道m(xù)os管柵極和片上數(shù)字模擬電路提供高端電壓



4   stallguard2 負(fù)載檢測(cè)
stallguard2提供了一種可以精確測(cè)量電機(jī)負(fù)載的功能。它可以用于電機(jī)的失速檢測(cè)，也可以用于檢測(cè)負(fù)載減小時(shí)引起的電機(jī)失速，比如當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，控制著線圈電流的自適應(yīng)減小。（stallguard2是一種比早期的stallguard更加精確的技術(shù)）
如圖4.1所示。stallguard2的測(cè)量值在一定負(fù)載、速度、電流設(shè)置的情況下是呈線性變化的。當(dāng)電機(jī)負(fù)載的最大時(shí)，stallguard2的值趨近于0或接近于0.這相當(dāng)于負(fù)荷角是90°（線圈磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁鐵間夾角）。這也是最節(jié)能的操作點(diǎn)。

兩個(gè)參數(shù)控制Stallguard2并返回一個(gè)狀態(tài)值。

名稱

描述

設(shè)置值

備注

SGT

7位帶符號(hào)的整數(shù)（二進(jìn)制數(shù)0—1000000）用來(lái)設(shè)置Stallguard2的閾電平（這個(gè)閾電平是用來(lái)聲明SG_TST的輸出量）也用來(lái)設(shè)置讀出值的最佳測(cè)量范圍。負(fù)值用來(lái)增加敏感度，正值用來(lái)減小敏感度，這樣就需要更大的轉(zhuǎn)矩來(lái)表示失速。0是最好的初始值。不推薦操作值低于-10
0
敏感度中間值
  •      63
靈敏度低
-1--- -64
靈敏度高

SFILT

Stallguard的濾波模式能得到更大的精度。如果設(shè)置為1，將減少測(cè)量頻率（每4個(gè)整步測(cè)量一次），如果設(shè)置為0，則不濾波。雖然電機(jī)的機(jī)械不對(duì)稱性有濾波補(bǔ)償，但是響應(yīng)時(shí)間是有代價(jià)的。未濾波操作時(shí)建議迅速進(jìn)行失步檢測(cè)，濾波操作時(shí)建議進(jìn)行更加精確的負(fù)載檢測(cè)。
0

1
濾波模式

SG

Stallguard的10位無(wú)符號(hào)整數(shù)測(cè)量值。更高的值表示較低的機(jī)械負(fù)荷。一個(gè)較低的值表示有更高的負(fù)荷和更高的負(fù)荷角。至于失速檢測(cè)，在失速前，調(diào)整SGT的值返回一個(gè)0值或略高于最大負(fù)載值。
0--1023
0：最大負(fù)荷
較低值：較大負(fù)荷
較高值：較低負(fù)荷
4.1閾值設(shè)置
由于Stallguard SG的值對(duì)電機(jī)的具體特征和特殊應(yīng)用的依賴需要滿足的一定的電機(jī)負(fù)載和速度，最簡(jiǎn)單的方法就是調(diào)整Stallguard SG的閾值。適合與一個(gè)特定的電機(jī)類型和操作條件的SGT的值是需要在實(shí)際的應(yīng)用中得到優(yōu)化。
這個(gè)過(guò)程是：

系統(tǒng)時(shí)鐘頻率會(huì)影響SG。當(dāng)需要最佳的性能時(shí)，應(yīng)選用外置的晶振時(shí)鐘。供電電壓也會(huì)影響SG。因此更加精確的值需要更加嚴(yán)格的規(guī)則。SG測(cè)量需要有更高的分辨率，這兒有幾種方法增加它的精確度，如下列所述。
4.1.1可變速度操作
在一定的速度范圍內(nèi)，Stallguard閾值SG的快速調(diào)整提高了負(fù)載檢測(cè)SG的準(zhǔn)確性。也提高了能源利用率。這是由SG驅(qū)動(dòng)的。在不同的速度下，兩個(gè)SGT值之間的線性差值的不斷優(yōu)化是一個(gè)簡(jiǎn)單的算法，用這個(gè)算法可以在大多數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整中獲得好處。如圖4.2所示。這個(gè)圖片顯示一個(gè)最優(yōu)的SGT黑色曲線和一個(gè)兩點(diǎn)間插補(bǔ)的紅色曲線。

藍(lán)色曲線是無(wú)負(fù)載時(shí)Stallguard2的讀數(shù)
黑色曲線是最佳SGT設(shè)置時(shí)的讀數(shù)
紅色虛線是簡(jiǎn)化SGT設(shè)置時(shí)的讀數(shù)
0點(diǎn)是低限制時(shí)失速檢測(cè)  4轉(zhuǎn)
275點(diǎn)時(shí)反電動(dòng)勢(shì)達(dá)到供電電壓時(shí)
橫軸是電機(jī)的轉(zhuǎn)速
豎軸時(shí)SGT的讀數(shù)
4.1.2小型電機(jī)的高轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和共振
一個(gè)有大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的電機(jī)說(shuō)表明：隨著電機(jī)電流的變化，尤其是在低電流時(shí)，Stallguard2的SG測(cè)量值也在快速變化。對(duì)于這些電機(jī)來(lái)說(shuō)，為了獲得最高的精度，這種依賴關(guān)系需要得到與修正速度相似的方式的校正
4.1.3電機(jī)內(nèi)電阻與電機(jī)溫度的關(guān)系
電機(jī)在一個(gè)廣泛的溫度范圍內(nèi)工作需要有溫度校正，因?yàn)殡姍C(jī)的線圈電阻（內(nèi)電阻）會(huì)隨著溫度的升高而上升。這樣隨溫度增加引起的SG的線性減少就可以得到修正，同樣的電機(jī)效率的降低也一樣可以得到修正。
4.1.4 Stallguard2測(cè)量的準(zhǔn)確性和重復(fù)性
再生產(chǎn)過(guò)程中，同一種電機(jī)類型的應(yīng)用程序需要使用一個(gè)固定的SGT值。大多數(shù)的一一對(duì)應(yīng)的Stallguard2測(cè)量的變化是由電機(jī)結(jié)構(gòu)的制造公差引起的。在其他所有參數(shù)保持穩(wěn)定的情況下，Stallguard2所提供的測(cè)量誤差可以低至：
              測(cè)量誤差=±m(xù)ax(1,|SGT|)
4.2檢測(cè)頻率和濾波
Stallguard2的SG值在電機(jī)完成一個(gè)整步時(shí)都會(huì)被更新.這樣就能夠夠安全的檢測(cè)到電機(jī)的失步,因?yàn)殡姍C(jī)失步總是在電機(jī)完成4個(gè)整步時(shí)發(fā)生.在實(shí)際應(yīng)用中,特別是使用微步功能時(shí),更加精確的測(cè)量是比每個(gè)整步都要校正更加重要,因?yàn)闄C(jī)械負(fù)載從不在一步到另一步時(shí)瞬間改變.對(duì)于應(yīng)用程序來(lái)說(shuō),SFILT位的濾波功能超過(guò)四個(gè)負(fù)載測(cè)量.當(dāng)需要高精密度放入測(cè)量時(shí),應(yīng)該使用濾波器.濾波器能夠彌補(bǔ)電機(jī)結(jié)構(gòu)的變化,比如說(shuō)A相B相磁性的錯(cuò)位.當(dāng)需要加強(qiáng)負(fù)載變化的快速響應(yīng)時(shí),不應(yīng)該使用濾波器,比如說(shuō)高速時(shí)的失速檢測(cè).
4.3電機(jī)的失速檢測(cè)
為了能夠安全的檢測(cè)到電機(jī)失速,失速時(shí)的臨界值應(yīng)該用一個(gè)特殊的SGT設(shè)置值表示.因此,為了監(jiān)視SG的值,你應(yīng)該確定電機(jī)的最大負(fù)載,這個(gè)負(fù)載值是在不失速時(shí)的最大值.比如說(shuō)某個(gè)值在0到400之間.考慮到參數(shù)的偏離(誤差),安全閾值應(yīng)該在可操作范圍內(nèi).所以,你的單片機(jī)軟件應(yīng)該設(shè)置一個(gè)失速閾值,這個(gè)閾值應(yīng)該略高于電機(jī)發(fā)生失速的最小值.當(dāng)SGT到達(dá)失速臨界值或0時(shí),應(yīng)該有一個(gè)響應(yīng)信號(hào),這個(gè)信號(hào)能夠反映電機(jī)處于什么樣的狀態(tài),比如說(shuō)電機(jī)無(wú)負(fù)載(SG=0)和電機(jī)到達(dá)最大負(fù)載(SG=MAX).這個(gè)值應(yīng)該能夠反應(yīng)至少100和幾個(gè)100的區(qū)別,這樣的話就能夠最大程度的反映偏移量.如果電機(jī)有最大負(fù)載時(shí),SGT的讀數(shù)是0,一個(gè)高電平有效的失速輸出信號(hào)將從SG_TST管腳輸出.
4.4 Stallguard2的操作限制
Stallguard2在極端的運(yùn)動(dòng)速度下是不能可靠地運(yùn)行的:非常低的電機(jī)速度(對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō),小于1rad/s)能夠生成一個(gè)低的反電動(dòng)勢(shì)并且會(huì)造成測(cè)量的不穩(wěn)定，它取決于環(huán)境條件（比如溫度等等）。其他的情況將導(dǎo)致極端的SGT設(shè)置和對(duì)電機(jī)負(fù)載的SG測(cè)量值的不良響應(yīng)。當(dāng)完整的正弦電流不能流進(jìn)電機(jī)線圈時(shí)，非常高的運(yùn)動(dòng)速度也能導(dǎo)致不良反映。
這下速度通常的特點(diǎn)是反電動(dòng)勢(shì)趨近于電源電壓。
5自適應(yīng)電流控制
Coolstep 允許大量節(jié)約能源，特別是在有不同的負(fù)載或較高工作周期的操作。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)應(yīng)用程序需要在保留30%到50%的力矩的狀態(tài)下工作，甚至一個(gè)有固定負(fù)載的應(yīng)用程序能夠有效的節(jié)約能源因?yàn)樵谛枰臅r(shí)候Coolstep能夠自動(dòng)的保留力矩。降低功耗能夠使系統(tǒng)更加易于散熱，增加電機(jī)壽命，還能夠降低電源供電和冷卻組件的成本。

降低一半的電機(jī)電流就能夠減少1/4的電機(jī)輸出功率。
能源效率：功耗降低到75%
電機(jī)產(chǎn)生耕地的熱量：改變機(jī)械精度
減少冷卻組件：電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的冷卻設(shè)備
更低的電機(jī)成本：在工作的時(shí)候



Efficiency：效率
Velocity：轉(zhuǎn)速
綠線：Coolstep的效率
褐色線：保留50%力矩時(shí)的效率
圖5.1顯示42號(hào)步進(jìn)電機(jī)在和保留50%力矩時(shí)的效率增益。Coolstep在超過(guò)60rpm時(shí)效率大于保留50%力矩時(shí)的效率。
Coolstep是有幾個(gè)參數(shù)控制，但是有兩個(gè)參數(shù)是理解它是如何工作的關(guān)鍵：

參數(shù)

描述

范圍

備注

SEMIN
4位的無(wú)符號(hào)整數(shù)用來(lái)設(shè)置較低閾值，如果SG的值小于這個(gè)閾值，coolstep為了覆蓋10位的SG值的下半部分范圍，4位的SEMIN的值擴(kuò)展到32倍
0--15
閾值下限= SEMIN*32
（最大值15*32=480）
SEMAX
4位的無(wú)符號(hào)整數(shù)用來(lái)設(shè)置較高閾值。如果SG采樣等于或高于該閾值的次數(shù)足夠多，coolstep會(huì)減小兩個(gè)線圈的電流。閾值上限=（SEMIN+ SEMAX+1）*32

0--15
閾值上限=（SEMIN+ SEMAX+1）*32
（最大值（15+15+1）*32=991）

圖5.2顯示了coolstep的操作區(qū)域。黑線代表了SG測(cè)量值，藍(lán)線代表了電機(jī)的機(jī)械負(fù)荷，紅線代表了電機(jī)線圈電流。當(dāng)電機(jī)負(fù)載增加時(shí)，SG的值低于SEMIN，Coolstep增加電流。當(dāng)電機(jī)負(fù)載降低并且SG的值高于（SEMIN+ SEMAX+1）*32時(shí)，電流減少。

X軸有5個(gè)階段

參數(shù)
描述
范圍
備注
CS
電流設(shè)置。縮減來(lái)自內(nèi)置的正弦列表或SPI接口的線圈電流值。為了實(shí)現(xiàn)高精度電機(jī)操作，工作電流在16到32范圍內(nèi)縮減，因?yàn)榘幢壤s減的電流值減小了微步的分辨率，這個(gè)值還控制著通過(guò)coolstep設(shè)置的電流的最大值。
0--31
比例因素：1/32.2/32….32/32
SEUP
每次SG的測(cè)量值小于閾值下限時(shí)線圈電流的增量.電流增加速度.
0--3
補(bǔ)寬：1  2  4   8
SEDN
SG的測(cè)量值大于閾值上限時(shí),線圈電流時(shí)遞減的.
電流減小速度.
0--3
SG的測(cè)量次數(shù)減�。�32  8  4   1
SEIMIN
控制按比例縮減的線圈電流的下限值的模式位.如果這個(gè)位設(shè)置,電流的極限值是1/4CS.如果這個(gè)位是明確的,極限值是電流的1/2CS
0
最小的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流：CS的1/2
1
CS的1/4
狀態(tài)字
描述
范圍
備注
SE
5位無(wú)符號(hào)整數(shù)報(bào)告縮放后的有效電流值是由coolstep決定。這個(gè)值是由1除以32相似，因此它的范圍是1/32—32/32.這個(gè)值不大于CS的值或不小于1/4CS和1/2CS任何一個(gè)，它取決于SEIMIN的設(shè)置值。
0--31
實(shí)際上，按比例換算的電機(jī)電流設(shè)置：1/32.2/32….32/32
5.1調(diào)節(jié)coolstep
調(diào)節(jié)coolstep之前，首先要調(diào)整stallguard2 SGT閾值水平，從而影響到SG負(fù)載測(cè)量值的范圍。Coolstep使用SG操作電機(jī)使電機(jī)處于90°的最佳負(fù)載角。
電流的增長(zhǎng)速度是由SEUP決定的，并且電流的衰減速度是由SEDN決定的。它們能夠被分別調(diào)整，因?yàn)樗麄兲幱诓煌捻憫?yīng)觸發(fā)。這些參數(shù)的編輯允許線圈電流增加比下降更快，因?yàn)榇┻^(guò)閾值是一個(gè)更加嚴(yán)肅的事件，它需要有更快的響應(yīng)速度。如果響應(yīng)速度太慢了，電機(jī)會(huì)失速。相比之下，在穿過(guò)閾值上限有一個(gè)緩慢地響應(yīng)速度可能不需要冒任何更大風(fēng)險(xiǎn)，比如錯(cuò)失了節(jié)約電力的機(jī)會(huì)。
Coolstep操作被縮放的電流參數(shù)CS和SEIMIN位所限制。
5.1.1響應(yīng)時(shí)間
為了電機(jī)負(fù)載增加時(shí)能夠快速響應(yīng)，使用一個(gè)高電流逐步增加SEUP。如果電機(jī)負(fù)載緩慢地改變，一個(gè)較低的逐步增加的電流被用來(lái)避免電機(jī)電流振蕩。如果被SFILT控制的濾波器使能，測(cè)量負(fù)載值和限制速度將減少1/4.
5.1.2低速和備用操作
因?yàn)閟tallguard2在失速和速度很低時(shí)不能測(cè)量電機(jī)負(fù)載，所以在低速時(shí)的電流應(yīng)該被當(dāng)做一個(gè)特定應(yīng)用程序的默認(rèn)值和與失速電流聯(lián)合減少通過(guò)SPI接口的程序化設(shè)置.
6SPI接口
在電機(jī)被驅(qū)動(dòng)前TMC262需要通過(guò)SPI接口設(shè)置配置參數(shù)和模式位.SPI也被用來(lái)讀取狀態(tài)返回值和各位的值.
6.1總線信號(hào)
TMC262的SPI總線有4中信號(hào):
        SCK       總線時(shí)鐘輸入
        SDI       串行數(shù)據(jù)輸入
        SDO      串行數(shù)據(jù)輸出
        CSN       芯片選擇輸入(低電平有效)
通過(guò)芯片選擇輸入CSN的低電平信號(hào),SPI啟用從機(jī).數(shù)據(jù)傳輸是和總線時(shí)鐘SCK同步的,在系統(tǒng)時(shí)鐘的上升沿從機(jī)自鎖來(lái)自SDI數(shù)據(jù),并且在系統(tǒng)時(shí)鐘的下降沿時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)到SDO.最高有效位會(huì)被首先發(fā)送.TMC262的總線事物至少需要20個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期.如果多于20個(gè)時(shí)鐘,通過(guò)一個(gè)內(nèi)部移位寄存器在20個(gè)時(shí)鐘延時(shí)后額外的位(被傳輸?shù)絊DI的位)將被傳輸出去(通過(guò)SDO).這可以用于多個(gè)芯片之間更好的連接.在整個(gè)總線事物期間,CSN必須是低電平.當(dāng)CSN是高電平時(shí), 內(nèi)部移位寄存器鎖存內(nèi)部控制寄存器并且被認(rèn)為是一個(gè)主機(jī)到從機(jī)的命令.如果發(fā)送超過(guò)了20位,僅僅只有20位在CSN上升前被接受,這被識(shí)別為一種命令.
6.2總線時(shí)鐘選擇
SPI接口是與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘同步的,這限制了SPI總線時(shí)鐘SCK,是它的時(shí)鐘是系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的一半.如果系統(tǒng)時(shí)鐘是基于片上的振蕩器,必須使用額外的10%的安全限度來(lái)確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?所有的SPI輸入和ENN輸入一樣都是內(nèi)部過(guò)濾以避免觸發(fā)信號(hào)短于20ns。圖6.1顯示了SPI總線事務(wù)的時(shí)間參數(shù)，下面的表指明了它們的值。

SPI接口時(shí)間選擇

數(shù)字特征

時(shí)鐘周期是tCLK

參數(shù)

表示

符號(hào)

條件

最小值

典型值

最大值

單位

SCK在CSN改變之前或之后有效值

tCC

10

ns

CSN的高端時(shí)鐘

tCSH

在CSN高電平前SCK有一個(gè)高端tCLK僅供與系統(tǒng)時(shí)鐘同步的最短時(shí)間

tCLK

> 2tCLK+10

ns

SCK的低端時(shí)鐘

tCL

僅供與系統(tǒng)時(shí)鐘同步的最短時(shí)間

tCLK

> tCLK+10

ns

SCK的高端時(shí)鐘

tCH

僅供與系統(tǒng)時(shí)鐘同步的最短時(shí)間

tCLK

> tCLK+10

ns

SCK使用內(nèi)部時(shí)鐘的頻率

fSCK

4

MHz

SCK使用外部16MHz時(shí)鐘的頻率

fSCK

8

MHz

SCK上升沿之前SDI設(shè)置的時(shí)間

tDU

假設(shè)最低的OSC頻率

10

ns

SCK上升沿之后SDI擁有的時(shí)間

tDH

假定同步時(shí)鐘

10

ns

SCK下降沿之后數(shù)據(jù)輸出地建立時(shí)間

tDO

SDO上沒(méi)有電容性負(fù)載

tFILT+5

ns

SDI SCK CSN的過(guò)濾器延時(shí)

tFILT

上升和下降沿

12

20

30

ns

6.3總線架構(gòu)
SPI從機(jī)可以鏈接和使用單片機(jī)選擇行。如果連接從機(jī)，他們表現(xiàn)得像一個(gè)長(zhǎng)移位寄存器。舉個(gè)例子，兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間的鏈接需要有40個(gè)發(fā)送位。用鏈接移動(dòng)到每個(gè)寄存器的最后一位在CSN處于上升沿是被加載到一個(gè)內(nèi)部寄存器上。例如，24或32位可以被發(fā)送到一單一的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上，但是在CSN走高之前，它纏住了最后的20個(gè)接受位。

Mechanical Feedback or virtual stop switch：機(jī)械反饋或虛擬停止開(kāi)關(guān)
Real time Step/Dir Interface：實(shí)時(shí)的Step/Dir 接口
TMC429 triple stepper motor controller：TMC429 三項(xiàng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
Reference switch  processing參考開(kāi)關(guān)處理
SPI to master：SPI控制
3x linear RAMP  Generator：3倍斜率發(fā)生器
Step/Dir信號(hào)發(fā)生器
Output select SPI or Step & Dir：輸出選擇SPI或Step/Dir
Interrupt Controller：中斷控制器
Position Comparator：位置比較器
Microstep table：微細(xì)分表列
Serial driver interface：串口驅(qū)動(dòng)程序接口
Step Multiplier：步進(jìn)乘法器
Sine Table4*256 entry：正弦列表4*256條目
Chopper:斬波器
Gate driver：門驅(qū)動(dòng)器
SPI control, Config & Diags：SPI控制、配置以及自我檢測(cè)功能
Protection & Diagnostics：保護(hù)和診斷
2 x Current Comparator：2倍電流比較器
2 Phase Stepper：兩相步進(jìn)電機(jī)
Realtime event trigger：實(shí)時(shí)事件觸發(fā)
Motion command SPI (TM)：SPI的運(yùn)動(dòng)命令
System interfacing：系統(tǒng)接口
Configuration and
diagnostics SPI (TM：SPI的保護(hù)和診斷
Third driver and motor
Second driver and motor：三/相步進(jìn)電機(jī)極其驅(qū)動(dòng)器

圖6.2顯示了一個(gè)典型的應(yīng)用程序接口。SPI總線被用于嵌入式單片機(jī)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制器和更多的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制寄存器的初始化。Step/Dir接口被用于運(yùn)動(dòng)控制器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間。
6.4 寄存器寫命令
TMC262的SPI總線事物是5個(gè)只寫寄存器中的一個(gè)寫命令，這五個(gè)寄存器有配置參數(shù)和模式位：
寄存器
描述
驅(qū)動(dòng)控制寄存器
驅(qū)動(dòng)控制寄存器有不同的控制模式，不同的控制模式取決于運(yùn)動(dòng)控制器的接口是否采用step/dir接口
斬波設(shè)置寄存器
斬波設(shè)置寄存器擁有斬波器參數(shù)和模式設(shè)置位
步進(jìn)優(yōu)化設(shè)置寄存器
步進(jìn)優(yōu)化設(shè)置寄存器有關(guān)于步進(jìn)優(yōu)化的參數(shù)和模式設(shè)置位
保護(hù)和診斷設(shè)置寄存器
保護(hù)和診斷設(shè)置寄存器有關(guān)于保護(hù)和診斷的參數(shù)和模式設(shè)置位
驅(qū)動(dòng)器設(shè)置寄存器
驅(qū)動(dòng)器設(shè)置寄存器有可以控制功率場(chǎng)效應(yīng)管和保護(hù)電路的參數(shù)和模式位。其中有一個(gè)SDOFF位用來(lái)控制step/dir接口還有一個(gè)RDSEL參數(shù)用來(lái)控制SPI事物里的返回值
在下面的介紹中，多位二進(jìn)制值以%符號(hào)為前綴，例如%0111
6.4.1 寫命令概述
下面表中顯示了5個(gè)寫命令寄存器的格式。19、18位還有部分的17位選擇被寫入的寄存器，如粗體所示。根據(jù)SDOFF位選擇的不同，驅(qū)動(dòng)控制寄存器有兩種格式。被顯示是0的必須寫入0，被顯示是1的必須寫入1，下面的部分，詳細(xì)的描述了給出的每一個(gè)參數(shù)和模式位。
位\寄存器
驅(qū)動(dòng)控制寄存器
（SDOFF=1）
驅(qū)動(dòng)控制寄存器（SDOFF=0）
斬波設(shè)置寄存器
步進(jìn)優(yōu)化設(shè)置寄存器
保護(hù)和診斷設(shè)置寄存器
驅(qū)動(dòng)器設(shè)置寄存器
19
0
0
1
1
1
1
18
0
0
0
0
1
1
17
PHA
0
0
1
0
1
16
CA7
0
TBL1
0
SFILT
TST
15
CA6
0
TBL0
SEIMIN
0
SLPH1
14
CA5
0
CHM
SEDN1
SGT6
SLPH0
13
CA4
0
RNDTF
SEDN0
SGT5
SLPL1
12
CA3
0
HDEC1
0
SGT4
SLPL0
11
CA2
0
HDEC0
SEMAX3
SGT3
0
10
CA1
0
HEND3
SEMAX2
SGT2
DISS2G
9
CA0
INTPOL
HEND2
SEMAX1
SGT1
TS2G1
8
PHB
DEDGE
HEND1
SEMAX0
SGT0
TS2G0
7
CB7
0
HEND0
0
0
SDOFF
6
CB6
0
HSTRT2
SEUP1
0
VSENSE
5
CB5
0
HSTRT1
SEUP0
0
RDSEL1
4
CB4
0
HSTRT0
0
CS4
RDSEL0
3
CB3
MRES3
TOFF3
SEMIN3
CS3
0
2
CB2
MRES2
TOFF2
SEMIN2
CS2
0
1
CB1
MRES1
TOFF1
SEMIN1
CS1
0
0
CB0
MRES0
TOFF0
SEMIN0
CS0
0

6.4.2 讀響應(yīng)概述
下表顯示讀響應(yīng)的格式。驅(qū)動(dòng)器設(shè)置寄存器中的RDSEL參數(shù)選擇讀響應(yīng)的格式。

位
RDSEL=%00
RDSEL=%01
RDSEL=%10
19
MSTEP9
SG9
SG9
18
MSTEP8
SG8
SG8
17
MSTEP7
SG7
SG7
16
MSTEP6
SG6
SG6
15
MSTEP5
SG5
SG5
14
MSTEP4
SG4
SG4
13
MSTEP3
SG3
SG3
12
MSTEP2
SG2
SG2
11
MSTEP1
SG1
SG1
10
MSTEP0
SG0
SG0
9
-
-
-
8
-
-
-
7
STST
6
OLB
5
OLA
4
S2GB
3
S2GA
2
OTPW
1
OT
0
SG

6.5驅(qū)動(dòng)控制寄存器（Driver Control Register (DRVCTRL)）
驅(qū)動(dòng)控制寄存器的格式取決于SDOFF模式位的狀態(tài)。
SPI模式      ：SDOFF設(shè)置在這個(gè)模式，STEP/DIR不使能，驅(qū)動(dòng)控制寄存器在SPI接口，可
以通過(guò)這個(gè)接口指明通過(guò)每個(gè)線圈的電流。
STEP/DIR模式 ：SDOFF設(shè)置在這個(gè)模式，STEP/DIR使能，在STEP/DIR接口，驅(qū)動(dòng)控制寄存器是一個(gè)配置寄存器。


6.5.1 SPI模式下的驅(qū)動(dòng)控制寄存器（DRVCTRL Register in SPI Mode）
驅(qū)動(dòng)控制寄存器
SPI模式下的驅(qū)動(dòng)器控制（SDOFF=1）
位
名字
功能
備注
19
0
寄存器地址位

18
0
寄存器地址位

17
PHA
A極
通過(guò)線圈A的電流信號(hào)：
0：電流從OA1引腳流到OA2
1：電流從OA2引腳流到OA1
16
CA7
A極電流的最高有效位
通過(guò)A線圈的電流大小。它的范圍是0—248，如果滯后或抵消他們的全部。滯后或抵消后得到的值不超過(guò)255
15
CA6

14
CA5

13
CA4

12
CA3

11
CA2

10
CA1

9
CA0
A極電流的最低有效位
8
PHB
B極
通過(guò)線圈B的電流信號(hào)：
0：電流從OB1引腳流到OB2
1：電流從OB2引腳流到OB1
7
CB7
B極電流的最高有效位
通過(guò)B線圈的電流大小。它的范圍是0—248，如果滯后或抵消他們的全部。滯后或抵消后得到的值不超過(guò)255
6
CB6

5
CB5

4
CB4

3
CB3

2
CB2

1
CB1

0
CB0
B極電流的最低有效位



6.5.2 STEP/DIR模式下的驅(qū)動(dòng)控制寄存器（DRVCTRL Register in STEP/DIR Mode）
驅(qū)動(dòng)控制寄存器
SPI模式下的驅(qū)動(dòng)器控制（SDOFF=0）
位
名字
功能
備注
19
0
寄存器地址位

18
0
寄存器地址位

17
0
保留

16
0
保留

15
0
保留

14
0
保留

13
0
保留

12
0
保留

11
0
保留

10
0
保留

9
INTPOL
能否修改步進(jìn)信號(hào)（倍頻）
0：不能修改步進(jìn)信號(hào)
1：步進(jìn)信號(hào)乘以16倍
8
DEDGE
能否雙邊沿觸發(fā)步進(jìn)信號(hào)
0：上升沿觸發(fā)，下降沿不觸發(fā)
1：雙邊沿觸發(fā)
7
0
保留

6
0
保留

5
0
保留

4
0
保留

3
MRES3
STEP/DIR模式下微步分辨率
每90°微步：
%0000：256
%0001:  128
%0010：64
%0011：32
%0100：16
%0101：8
%0110:  4
%0111:  2（半步）
%1000：1（整步）
2
MRES2
1
MRES1
0
MRES0


6.6斬波設(shè)置寄存器（Chopper Control Register (CHOPCONF)）
斬波設(shè)置寄存器
斬波設(shè)置
位
名字
功能
備注
19
1
寄存器地址位

18
0
寄存器地址位

17
0
寄存器地址位

16
TBL1
空白時(shí)間
空白時(shí)間間隔，系統(tǒng)時(shí)間周期下：
%00：16  %01：24  %10：36  %11：54
15
TBL0
14
CHM
斬波模式
這個(gè)模式位影響了HDEC、HEND、HSTRT參數(shù)在下面的解釋。
0：標(biāo)準(zhǔn)模式（傳播周期）、
1：與快速衰減時(shí)間保持恒定.
   當(dāng)?shù)竭_(dá)額定電流，快速衰減時(shí)間也結(jié)束�？焖偎p是在準(zhǔn)時(shí)之后。
13
RNDTF
隨機(jī)關(guān)斷時(shí)間
允許隨機(jī)化慢衰減階段持續(xù)時(shí)間
0：斬波關(guān)斷時(shí)間隨著關(guān)斷時(shí)間位的設(shè)置而被固定
1：隨機(jī)模式，關(guān)斷時(shí)間可以隨時(shí)調(diào)整
  dN CLK = -12 … +3 clocks.
12
HDEC1
磁滯衰減間隔時(shí)間
或快速衰減模式
CHM=0 :磁滯衰減周期設(shè)置，按系統(tǒng)時(shí)鐘周期
        %00：16   %01：32  %10：48  %11：64
CHM=1:HDEC1=0:電流比較器能夠在計(jì)時(shí)器到時(shí)時(shí)終止快速衰減階段。   
     HDEC1=1:只有定時(shí)器能夠終止快速衰減階段。
     HDEC0： 快速衰減時(shí)間最高有效位設(shè)置
11
HDEC0
10
HEND3
磁滯結(jié)束（低）值
或正弦偏移量
CHM=0 :%0000…%11111
       磁滯衰減設(shè)置值是-3，-2，-1，0….12
      （這個(gè)設(shè)置的1/512添加到電流設(shè)置中）
       這個(gè)磁滯值被用于磁滯斬波
CHM=1 :%0000…%1111
       補(bǔ)償值是-3，-2，-1，0….12
       正弦波補(bǔ)償和它1/512的值用于添加到每一個(gè)正弦波條目的絕對(duì)值。
9
HEND2
8
HEND1
7
HEND0
6
HSTRT2
磁滯開(kāi)始（高）值
或快速衰減時(shí)間設(shè)置
CHM=0 :磁滯補(bǔ)償開(kāi)始到HEND結(jié)束
      %000：1 %100：5 %001：2 %101：6
       %010：3 %110：7 %011：4 %111：8
       有效范圍：HECD+HSTRT<=15
CHM=1 :快速衰減持續(xù)時(shí)間的三個(gè)最低有效位
       快速衰減時(shí)間是系統(tǒng)時(shí)間周期的倍數(shù)：
          NCLK=32*(HDEC0+HSTRT)
5
HSTRT1
4
HSTRT0
3
TOFF3
關(guān)斷時(shí)間/MOS管
不使能
慢衰減持續(xù)時(shí)間。如果TOFF為0，MOS管關(guān)斷.如果TOFF不是0，慢衰減時(shí)間是系統(tǒng)時(shí)間周期的倍數(shù)。NCLK=12+（32*TOFF）（最小時(shí)間是64倍的時(shí)間周期）
%0000：驅(qū)動(dòng)不使能，所有橋關(guān)閉
%0001：1（用于最小的24倍時(shí)鐘的TBL）
%0010…%1111：2…15
2
TOFF2
1
TOFF1
0
TOFF0
6.7步進(jìn)優(yōu)化控制寄存器（coolStep Control Register (SMARTEN)）
步進(jìn)優(yōu)化設(shè)置寄存器
步進(jìn)優(yōu)化設(shè)置
位
名字
功能
備注
19
1
寄存器地址位

18
0
寄存器地址位

17
1
寄存器地址位

16
0
保留

15
SEIMIN
最小的步進(jìn)優(yōu)化電流
0：1/2CS電流設(shè)置
1：1/4CS電流設(shè)置
14
SEDN1
電流衰減速度
每個(gè)線圈電流的衰減都能保證智能保護(hù)值的采樣必須大于等于上閾值的次數(shù)：

%00：32   %01：8
%10：2    %00:1
13
SEDN0
12
0
保留

11
SEMAX3
高端步進(jìn)優(yōu)化閾值伴隨著一個(gè)來(lái)自較低閾值的補(bǔ)償
如果智能保護(hù)功能的SG采樣測(cè)量值等于或大于（SEMIN+SEMAX+1）*32足夠次數(shù)，那么線圈電流的比例因素會(huì)降低。
10
SEMAX2
9
SEMAX1
8
SEMAX0
7
0
保留

6
SEUP1
電流增加速度
每次電流增加的步數(shù)，智能保護(hù)功能的SG采樣值低于較低閾值
%00：1  %01：2  %10：4  %11：8
5
SEUP0
4
0
保留

3
SEMIN3
更低的步進(jìn)優(yōu)化閾值/步進(jìn)優(yōu)化不使能
如果SEMIN的值是0，步進(jìn)優(yōu)化功能不使能。如果SEMIN不是0并且智能保護(hù)功能的SG采樣值低于SEMIN*32，優(yōu)化步進(jìn)的電流比例因子增加。
2
SEMIN2
1
SEMIN1
0
SEMIN0



6.8保護(hù)和診斷控制寄存器（stallGuard2 Control Register (SGCSCONF)）
保護(hù)和診斷設(shè)置寄存器
保護(hù)和診斷設(shè)置
位
名字
功能
備注
19
1
寄存器地址位

18
1
寄存器地址位

17
0
寄存器地址位

16
SFILT
濾波使能
0：標(biāo)準(zhǔn)模式，最快的響應(yīng)時(shí)間
1：濾波模式，每補(bǔ)償4個(gè)整步電機(jī)的結(jié)構(gòu)更新一次，有最高的精度。
15
0
保留

14
SGT6
閾值
智能保護(hù)閾值控制著關(guān)于讀出和失速指示（SG_TST）輸出最佳的測(cè)量范圍.較低的值導(dǎo)致較高的靈敏度。較低的轉(zhuǎn)矩需要顯示失速。閾值是一個(gè)有兩個(gè)補(bǔ)碼的有符號(hào)整數(shù)。這個(gè)值建議不低于-10.
范圍：-64到+63
13
SGT5
12
SGT4
11
SGT3
10
SGT2
9
SGT1
8
SGT0
7
0
保留

6
0
保留

5
0
保留

4
CS4
電流大小
電流大小通過(guò)SPI和STEP/DIR設(shè)置
%0000…%11111：1/32，2/32，3/32，…32/32
這個(gè)值加1除以32，因此范圍是1/32到32/32
舉個(gè)例子：CS=20是21/32的電流
3
CS3
2
CS2
1
CS1
0
CS0










6.9驅(qū)動(dòng)器控制寄存器（Driver Control Register (DRVCONF)）
驅(qū)動(dòng)器設(shè)置寄存器
驅(qū)動(dòng)器設(shè)置
位
名字
功能
備注
19
1
寄存器地址位

18
1
寄存器地址位

17
1
寄存器地址位

16
TST
保留測(cè)試模式
正常工作時(shí)，必須被清除，當(dāng)設(shè)置時(shí)，
SG_TST腳輸出暴露的數(shù)字測(cè)試值，TEST_ANA腳輸出暴露的模擬測(cè)試值。測(cè)試值的選擇被SGT1和SGT0控制。
TEST_ANA:  %00：測(cè)試分析2倍Vth
           %01：測(cè)試分析DAC輸出
           %10：測(cè)試分析Vdd一半
SG_TST:     %00：comp_A
           %01：comp_B
           %10：時(shí)鐘
           %11:導(dǎo)通xy
15
SLPH1
高端斜率控制
%00：最小值
%01：最低溫度補(bǔ)償模式
%10：中間溫度補(bǔ)償模式
%11：最大值
在溫度補(bǔ)償模式中，如果溫度過(guò)熱達(dá)到警報(bào)溫度時(shí)，MOS管門極驅(qū)動(dòng)力增加。這個(gè)補(bǔ)償?shù)臏囟热Q于高端斜率控制。
14
SLPH0
13
SLPL1
低端斜率控制
%00：最小值       %01：最小值
%10：中間值       %11：最大值
12
SLPL0
11
0
保留

10
DISS2G
短接到地保護(hù)
不使能
0：短路保護(hù)使能  1:短路保護(hù)不使能
9
TS2G1
短接到地檢測(cè)
定時(shí)器
%00：3.2μs       %01：1.6μs
%10： 1.2μs       %11：0.8μs
8
TS2G0
7
SDOFF
STEP/DIR接口
不使能
0：使能STEP/DIR操作
1：不使能STEP/DIR操作，SPI接口被用于移動(dòng)電機(jī)
6
VSENSE
采樣電阻固定
電壓電流比例
0：全面的采樣電阻電壓是306mV
1: 全面的采樣電阻電壓是165mV
（這里的全面指的是電流的31個(gè)設(shè)置和255個(gè)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)化器的值）
5
RDSEL1
選擇讀出值
（讀出位）
%00：微步位置返回值 %01：負(fù)載檢測(cè)水平狀態(tài)返回
%10：負(fù)載檢測(cè)和智能節(jié)能電流水平返回
%11：保留，不用
4
RDSEL0
3
0
保留

2
0
保留

1
0
保留

0
0
保留

6.10 讀響應(yīng)
對(duì)于每一個(gè)寫命令發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，會(huì)有一個(gè)20位的響應(yīng)被電機(jī)驅(qū)動(dòng)器返回。由于驅(qū)動(dòng)控制寄存器中RDSEL參數(shù)的選擇，這個(gè)響應(yīng)有3種格式。下面的表格顯示了這些格式。軟件不能取決于任何顯示保留位的值。
驅(qū)動(dòng)控制的狀態(tài)
讀響應(yīng)
位
名稱
功能
描述
RDSEL=%00
%01
%10
19
MSTEP9
SG9
SG9
線圈A微步計(jì)數(shù)器
stallGuard2 SG9:0價(jià)值
stallGuard2值SG9:5和coolStep值SE4:0

在正弦表中，用步進(jìn)/方向模式下的微步位置。MSTEP9是極性位:
0:電流從OA1針到OA2針腳。
1:電流從OA2插針到OA1針腳。
18
MSTEP8
SG8
SG8
17
MSTEP7
SG7
SG7
16
MSTEP6
SG6
SG6
SG9:0 stallGuard2值
15
MSTEP5
SG5
SG5
14
MSTEP4
SG4
SE4
13
MSTEP3
SG3
SE3
12
MSTEP2
SG2
SE2
stallGuard2值SG9:5和實(shí)際的coolStep縮放值SE4:0。
11
MSTEP1
SG1
SE1
10
MSTEP0
SG0
SE0
9
保留


8
保留


7
STST
靜止指示器
0:沒(méi)有檢測(cè)到的靜止?fàn)顟B(tài)。
1:在最后的2^20(1048576)個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期中，沒(méi)有出現(xiàn)步進(jìn)脈沖的上升沿。
6
OLB
打開(kāi)負(fù)載指示器
0:沒(méi)有檢測(cè)到打開(kāi)負(fù)載的條件。
1:在最后的脈沖周期，線圈有恒定的極性時(shí)，沒(méi)有發(fā)生過(guò)斬波的事件。只有當(dāng)電流達(dá)到最高設(shè)置的1/16可以清除這一位！
提示:這個(gè)位只是一個(gè)狀態(tài)指示器。當(dāng)這個(gè)位被設(shè)定時(shí)，芯片不會(huì)采取任何其他動(dòng)作。在快速運(yùn)動(dòng)和靜止時(shí)可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的跡象。只在慢動(dòng)作時(shí)檢查這一點(diǎn)。

5
OLA
4
S2GB
高端晶體管的短路檢測(cè)位
0:沒(méi)有達(dá)到短接到地的關(guān)閉條件。
1:短到地達(dá)到關(guān)閉狀態(tài)。
每次短路時(shí)，短路計(jì)數(shù)器就會(huì)增加，此時(shí)斬波循環(huán)被暫停。計(jì)數(shù)器因每一個(gè)相位極性的變化而減少。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到3次，mos管關(guān)閉。保持MOSFETs關(guān)閉狀態(tài)，直到關(guān)閉條件通過(guò)禁用和重新啟用驅(qū)動(dòng)程序來(lái)清除。關(guān)閉狀態(tài)通過(guò)取消ENN（使能）輸入或清除TOFF(關(guān)斷時(shí)間)參數(shù)來(lái)重置。

3
S2GA
2
OTPW
過(guò)溫警報(bào)
0:溫度沒(méi)有達(dá)到過(guò)熱的警告條件。
1:溫度達(dá)到了警告閾值（警報(bào)最大值）
1
OT
過(guò)溫停止
0:溫度沒(méi)有達(dá)到過(guò)熱的關(guān)閉條件。（警報(bào)溫度小于關(guān)閉溫度）
1:溫度達(dá)到使mos管關(guān)閉的條件。
0
SG
保護(hù)診斷狀態(tài)
0:沒(méi)有達(dá)到電機(jī)失速的檢測(cè)條件。
1:已經(jīng)達(dá)到stallGuard2的閾值，此時(shí)SG_TST輸出高電平。
6.11 驅(qū)動(dòng)器初始化
下面的SPI命令序列是啟用驅(qū)動(dòng)程序和斬波初始化的一個(gè)示例：
SPI = $901B4;   // 遲滯模式
Or
        SPI = $94557;    // 關(guān)斷時(shí)間常數(shù) 模式
        SPI = $D001F;    // 電流設(shè)置：$d001F  （最大電流）
        SPI = $EF010;    // 高端驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度，stallguard 讀 ，SDOFF=0
        SPI = $00000;    // 256 微細(xì)分設(shè)置
首先測(cè)試coolstep 的電流控制：
        SPI = $A8202;    // 在coolstep 中設(shè)置最小電流是1/4CS
配置參數(shù)應(yīng)調(diào)至電機(jī)和應(yīng)用程序，以獲得最佳性能。
7  STEP/DIR 接口
步驟和DIR輸入提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)接口，與許多現(xiàn)有的動(dòng)作兼容�？刂破�。微plyer階梯脈沖插值器帶來(lái)了高分辨率的平滑運(yùn)動(dòng)。
微步應(yīng)用于最初設(shè)計(jì)用于粗糙的步進(jìn)和減少脈沖的頻帶寬度。
7.1 時(shí)鐘
圖7.1顯示了步進(jìn)和方向脈沖信號(hào)的時(shí)間參數(shù)，下面的表給出了它們的參數(shù)規(guī)范。當(dāng)在DRVCTRL寄存器中設(shè)置了DEDGE模式位時(shí)，步進(jìn)脈沖信號(hào)的兩個(gè)邊沿都是活躍。如果DEDGE被清除，只有上升沿是活躍的。步進(jìn)和方向脈沖被取樣和被協(xié)調(diào)使其與系統(tǒng)時(shí)鐘同步。內(nèi)部模擬濾波器消除信號(hào)上的故障，例如由PCB的導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)使信號(hào)引起的故障。如果信號(hào)源遠(yuǎn)離芯片，特別是用電纜傳送信號(hào)時(shí)，信號(hào)應(yīng)被過(guò)濾或用不同的銅線傳輸。
STEP /DIR 接口的時(shí)鐘

數(shù)字特征  時(shí)鐘周期是tCLK

參數(shù)
象征
條件
最小值
典型
最大值
單位
步進(jìn)脈沖頻率

fSTEP

DEDGE=0


1/2 fCLK


DEDGE=1


1/4 fCLK


整步脈沖頻率

fFS




fCLK/512


步進(jìn)脈沖低電平時(shí)間

tSL


max(tFILTSD,

tCLK+20)



ns
步進(jìn)脈沖高電平時(shí)間

tSH


max(tFILTSD,

tCLK+20)



ns
STEP /DIR設(shè)置時(shí)間

tDSU


20


ns
步進(jìn)脈沖后方向脈沖低電平時(shí)間

tDSH


20


ns
STEP /DIR高峰過(guò)濾時(shí)間

tFITSD

雙邊沿
36
60
85
ns
STEP /DIR相對(duì)于上升的CLK輸入的采樣

tSDCLKHI

上升沿



ns
7.2 微細(xì)分列表
內(nèi)部微細(xì)分表將正弦函數(shù)從0°映射到90°，并且相應(yīng)的也允許使用該表將正弦和余弦函數(shù)從0°映射到360°。這個(gè)角度被編碼為一個(gè)由微步計(jì)數(shù)器提供的10位無(wú)符號(hào)整型MSTEP。當(dāng)微步進(jìn)這個(gè)表的時(shí)候，應(yīng)用到計(jì)數(shù)器上的增量的大小是由在DRVCTRL寄存器中的微步驟分辨率設(shè)置MRES控制的。根據(jù)DIR的輸入，微步驟計(jì)數(shù)器被增加了(DIR=0)或減少了(DIR=1)，每一步都是每一步活動(dòng)的邊緣。盡管在表的最后一個(gè)季度中有許多項(xiàng)是相等的，但是電子的角度不斷變化，因?yàn)檎也ɑ蛴嘞也ǘ荚谝粋�(gè)區(qū)域內(nèi)，在這個(gè)區(qū)域中，當(dāng)前的矢量變化單調(diào)地從位置到位置。圖7.2顯示了該表。最大的值是248，這就留下了用來(lái)增加偏移量的空間


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作者: q779883414    時(shí)間: 2018-10-22 13:29
謝謝樓主，很有用�。�！
作者: bakup    時(shí)間: 2018-12-21 20:44
學(xué)習(xí)一下
作者: onono    時(shí)間: 2019-1-31 10:34
樓主很帥！未來(lái)會(huì)用到TMC5160等TMC芯片，很有參考意義。感謝分享！
作者: aw3aw3    時(shí)間: 2019-11-21 13:46
找TMC2130找到這里了，學(xué)習(xí)了
作者: 電子騎士    時(shí)間: 2019-12-26 23:13
剛好在研究，謝謝樓主
作者: chenjijun6    時(shí)間: 2020-3-12 21:42
多謝樓主分享，對(duì)我來(lái)說(shuō)很有價(jià)值，非常感謝��！
作者: 禾HE    時(shí)間: 2020-3-23 22:16
下載的不是完整版啊 只到7.2
作者: HJQ1305276098    時(shí)間: 2020-4-11 11:05
onono 發(fā)表于 2019-1-31 10:34
樓主很帥！未來(lái)會(huì)用到TMC5160等TMC芯片，很有參考意義。感謝分享！

TMC5160是驅(qū)控一體，內(nèi)置六點(diǎn)式加減速算法，最高可帶110步進(jìn)電機(jī)
作者: amwrdfe    時(shí)間: 2021-12-18 03:01
下下來(lái)慢慢看，謝謝了。
作者: zm218wri    時(shí)間: 2022-6-2 15:49
翻譯的挺好的！有沒(méi)有調(diào)試經(jīng)驗(yàn)



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