游名：STM32F0+Trinamic智能步进驱动芯片TMC5160(最高20A)参考原...

mmuuss586 · 发表于 2020-3-12 14:58:29

本帖最后由 mmuuss586 于 2020-7-27 14:04 编辑

基于STM32F0+Trinamic智能步进驱动芯片TMC5160(最高20A)参考原理PCB图/代码等开源汇总分享

资料下载见附件，电脑登入

代码：KEIL MDK5.2以上打开

TRINAMIC TMC5160是一款高功率步进电机控制器和驱动器IC，带串行通信接口。该器件结合了一个灵活的斜坡发生器，用于以先进的步进电机驱动器实现自动目标定位且外置MOSFETs带有StealthChop、SpreadCycle静音防抖动技术，使用外部晶体管可实现高动态、高扭矩驱动、TMC5160控制/驱动智能IC使步进电机性能更强大。
基于TRINAMIC的复杂的spreadCycle

和 stealthChop

斩波器，该驱动器可确保绝对无噪声工作能力及最高能效和最佳电机扭矩。高集成度、高能效和小巧的外形尺寸实现小型化和可扩展的系统，适用于高性价比解决方案。完整的解决方案最大限度地缩短了学习曲线，同时提供高性能。

mmuuss586 · 发表于 2020-3-12 15:02:45

mmuuss586 · 发表于 2020-4-1 21:36:15

mmuuss586 · 发表于 2020-4-6 15:33:32

已更新教程

mmuuss586 · 发表于 2020-4-6 16:30:17

一、概述

TMC5160是一款高功率步进电机控制器和驱动器IC，带串行通信接口。该器件结合了一个灵活的斜坡发生器，用于以先进的步进电机驱动器实现自动目标定位且外置MOSFETs带有StealthChop、SpreadCycle静音防抖动技术，使用外部MOS管可实现高动态、高扭矩驱动、TMC5160控制/驱动智能IC使步进电机性能更强大。将强大的步进电机驱动器和专用运动控制器集成在一块芯片上，将数字信息直接转换为平滑，精确，可靠的物理运动。这种带有串行通信接口的新型单轴步进电机驱动器IC专为具有外部MOSFET的2相步进电机而设计，每个线圈的电机电流可达20A, 电压范围8V到60VDC。

mmuuss586 · 发表于 2020-4-6 16:32:10

参数及特点：

1、TMC5160驱控芯片参数如下：

2、相步进电机高达20A线圈电流（外部 MOSFET）
3、运动控制器，具有 sixPointfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif 斜坡
4、步进/方向接口具有微步插值 microPlyerfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif
5、电压范围8VDC至60VDC
6、SPI和单线UART
7、编码器接口和两个基准开关输入
8、每个全步长的最高分辨率为256个微步
9、stealthChop2file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif静音工作和平滑运动
10、用于中等范围共振抑制谐振
11、spreadCycle高动态电机控制斩波器
12、dcStepfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif负载相关速度控制
13、stallGuard2file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif高精度无传感器电机负载检测
14、coolStepfile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif电流控制，可实现高达75%节能
15、无源制动和续流模式
16、全保护和诊断
17、紧凑的尺寸9x9mm TQFP48/8mmx8mm QFN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

mmuuss586 · 发表于 2020-4-6 16:36:18

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：

mmuuss586 · 发表于 2020-4-6 16:38:00

主芯片部分：

mmuuss586 · 发表于 2020-4-6 16:38:34

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

mmuuss586 · 发表于 2020-4-6 16:39:33

电源及接电机接口部分如下图：

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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