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[资料] STM32F0+TMC5130步进驱动参考原理图/PCB图/教程/源码等开源分享
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 楼主 | 发布于 2020-03-24 | 只看楼主
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基于Stm32F0+TMC5130 Arduino接口42/57步进电机驱动参考原理图/PCB图/教程/源码等开源分享

技术群：171897584

资料下载见附件，电脑登入 

参考视频链接:http://club.digiic.com/Video/VideoDetail/37362417-24b5-4d72-bc50-840fc582a1e0 




一、概述

TMC5130芯片是一款集成式步进电机驱动器和运动控制器（定位控制）解决方案，适用于医疗、3D打印机、云台或其它自动化设备对性能有较高的场合应用和静音控制。该芯片具有集成的SixPoint斜坡控制器，微步进分度器，无传感器失速检测技术StallGuard2和完全无噪声的电流控制模式StealthChop，旨在驱动双极步进电机。 输出驱动器模块由低RDSon N沟道功率MOSFET组成，配置为全H桥，以驱动电机绕组。 TMC5130能够从每个输出驱动高达2.5A的电流（具有适当的散热）。TMC5130的供电电压为5-46V。 该器件提供SPI接口，用于配置和诊断以及步进和方向接口。

 

参数及特点：

2A电流（2.5A峰值），电压范围4.75-46VDC，9x9mm2 TQFP48封装

具有sixPoint斜坡的运动控制器

SPI和单线UART和Step / Dir接口，编码器接口和2x参考开关输入

每个完整步骤的最高分辨率256微步

stealthChop用于极其安静的操作和平稳的运动

spreadCycle高动态电机控制斩波器

dcStep负载相关的速度控制

stallGuard2高精度无传感器电机负载检测

coolStep电流控制，节能高达75％

集成电流检测选项，被动制动和续流模式，全面保护和诊断

 



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楼主 | 回复于 2020-03-24 沙发

二、硬件设计

硬件设计接口上：支持SPI或UART或脉冲+方向控制

原理图如下图所示：

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楼主 | 回复于 2020-03-24 2#

主芯片部分：

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楼主 | 回复于 2020-03-24 3#

补充说明：

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

VCC、VCC_IO电源：使用芯片内部5V输出电源，如果有外部5V电源可选择外部的，可降低芯片的发热和功耗；

电源及接电机接口部分如下图：

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楼主 | 回复于 2020-03-24 4#

补充说明：

母线电容CE1选择：一般是1A对应100uF左右（有条件的尽可能大）；

电源保护：有条件的最好加防反接、TVS保护、以及保险丝等；

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：

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楼主 | 回复于 2020-03-24 5#

ArduinO Power接口

补充说明：共地及端口引出，5V电源未用到；

 

Header 10接口：

补充说明：

CLK16：接地，选用内部时钟；

DRV_ENN：使能输入接低电平，接的10K下拉可连接到MCU的IO口进行控制是否关闭电机接口电源；

脉冲+方向接口

补充说明：

脉冲加方向接口选择不同的MCU引脚（SPI+SD：为脉冲+方向控制模式才有效）；

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楼主 | 回复于 2020-03-24 6#

SPI接口：

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；

PCB图参考如下（最好是4层板）：

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楼主 | 回复于 2020-03-24 7#

补充说明：

芯片底部最好不要走其它线，保证地平面完整及散热；

电流取样电阻：5130不需要，5160外部MOS，要差分采样（开尔文接法）；

3D显示效果：

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楼主 | 回复于 2020-03-24 8#

三、软件说明

1、SPI接口速度模式

芯片引脚跳线连接：

SPI_MODE：接高电平（VCC_IO）

SD_MODE： 接低电平（GND）

J7：短接

CSN:PB6

SCK:PA5

SDI：MOSI-PA7

SDO：MISO-PA6

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楼主 | 回复于 2020-03-24 9#

初始化程序如下参考：

//TMC5130 SET

   sendData(0xEC,0x000100C3);          

//CHOPCONF: TOFF=3, HSTRT=4, HEND=1, TBL=2, CHM=0 (spreadcycle)

   sendData(0x90,0x00011601);          

//PAGE33:IHOLD_IRUN: IHOLD=10, IRUN=22(31 max.current), IHOLDDELAY=1

   sendData(0x91,0x0000000A);          

//PAGE33:TPOWERDOWN=10:电机静止到电流减小之间的延时

   sendData(0x80,0x00000004);          

//PAGE27:EN_PWM_MODE=1，使能

   sendData(0x93,0x000001F4);          

//PAGE33:TPWM_THRS=500,对应切换速度35000=ca.30RPM

   sendData(0xF0,0x000401C8);          

//PAGE43:PWMCONF

  sendData(0xA4,1000);                   

//A1=1000第一阶段加速度

   sendData(0xA5,50000);               

//V1=50000加速度阀值速度V1

   sendData(0xA6,5000);                   

//AMAX=5000大于V1的加速度       

   sendData(0xA7,200000);              

//VMAX=200000

   sendData(0xA8,700);                       

//DMAX=700大于V1的减速度

   sendData(0xAA,1400);                   

//D1=1400小于V1的减速度

   sendData(0xAB,10);                     

//VSTOP=10停止速度，接近于0  
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楼主 | 回复于 2020-03-24 10#

2、SPI接口位置控制模式

芯片引脚跳线连接：

SPI_MODE：接高电平（VCC_IO）

SD_MODE： 接低电平（GND）

J7：短接

CSN:PB6

SCK:PA5

SDI：MOSI-PA7

SDO：MISO-PA6

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