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[资料] 基于STM32F103+TMC2160：86步进电机和驱动一体原理图/PCB图/
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 楼主 | 发布于 2020-04-29 | 只看楼主
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基于STM32F103+TMC2160：86步进电机和驱动一体原理图/PCB图/教程/源码/数据手册等开源分享

资料下载见附件，电脑登入 

技术群：171897584

参考视频链接：http://club.digiic.com/Video/VideoDetail/38de7d90-5224-4485-8a8d-943ea1d00120 

CUBE界面引脚配置：


定时器1的PWM输出通道1设置： 


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楼主 | 回复于 2020-04-29 沙发

一、概述

TMC2160是一款带脉冲/ 方向接口和SPI接口的高功率步进电机驱动器IC。它能够在从NEMA23到NEMA34及更高级别的步进电机中获得最佳性能。 它采用业界最先进的步进电机驱动器，具有简单的Step/Dir接口。使用外部MOS管，可实现高动态，高扭矩驱动。 基于TRINAMIC先进的SpreadCycle和StealthChop斩波器，该驱动器可确保绝对无噪音运行，并具有最高效率和最佳电机扭矩。 高集成度，高能效和小外形尺寸使小型化和可扩展的系统成为经济高效的解决方案。

硬件完全兼容的TMC5160提供额外的运动控制器，使步进电机控制更轻松。

 

参数及特点：

2相步进电机，线圈电流高达20A（外部MOSFET）

带微步插值microPlyer的Step / Dir接口

电压范围8 … 60V DC

SPI接口

最高分辨率每步完成256微步

stealthChop2，运行安静，运动平稳

共振衰减中频共振

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％

被动制动和续流模式

全面保护和诊断

紧凑尺寸9x9mm 2 TQFP48封装

 

应用
1、机器人和工业驱动器
2、纺织、缝纫机
3、包装机械
4、工厂和实验室自动化
5、高速 3D 打印机
6、液体处理
7、医疗
8、办公自动化
9、有线闭路电视
10、自动取款机、现金回收
11、泵和阀门 

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楼主 | 回复于 2020-04-29 2#

二、硬件设计

电机驱动主芯片采用TMC2160

TMC2160和5160区别：5160带UART控制及智能定位控制（如速度控制、位置控制）；

TMC2160和TMC260 TMC262区别：以前版本需要通过SPI接口设置细分、电流等，新的TMC2160可通过拨码开关设置；

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楼主 | 回复于 2020-04-29 3#

原理图如下图所示：

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楼主 | 回复于 2020-04-29 4#

补充说明：光耦隔离接口如下图所示：

有条件的输入输出最好加些滤波和保护，输出加脉冲整形（比如加74HC14）
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楼主 | 回复于 2020-04-29 5#

拨码开关电路如下图所示：

后面开关设置说明详见第三部分；

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楼主 | 回复于 2020-04-29 6#

电源接口如下图所示：

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 2020-04-29 7#

主芯片电路如下图所示：

具体不做阐述，可以参考TMC5160的中文手册；

关于VCC_IO和VCC电源，有条件的可以外加一个DCDC电源芯片或LDO供电，减少芯片发热；

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楼主 | 回复于 2020-04-29 8#

PCB参考设计（最好是4层板）：

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楼主 | 回复于 2020-04-29 9#

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： 2160外部MOS，要差分采样（开尔文接法）；

差分采样走线参考：

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楼主 | 回复于 2020-04-29 10#

3D显示效果：

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