1 介紹
嘉興禾潤電子科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)禾潤或HT）設計的電機驅動(dòng)控制芯片，可廣泛應用于安防監控、POS機、智能玩具、（3D）打印等領(lǐng)域，對部分Allegro, TI等產(chǎn)品pin to pin兼容。
本文參考設計，是采用了禾潤的電機驅動(dòng)控制芯片，搭配軟硬件設計，可用于電機驅動(dòng)產(chǎn)品的調試、測試以及產(chǎn)品級設計的參考。
本文參考設計，硬件由兩部分組成，一部分為通用底座（BOTTOM），主要為通信部分，可兼容禾潤的多種電機驅動(dòng)模塊；另一部分為采用了禾潤電子驅動(dòng)控制芯片的驅動(dòng)模塊（TOP）。另外，該參考設計還使用了電機驅動(dòng)控制圖形用戶(hù)界面，能非常方便的調試相關(guān)電機模塊。
1.1 組成
本設計主要包含：
（1）通用底座（BOTTOM）;
（2）電機驅動(dòng)模塊（TOP）;
（3）圖形用戶(hù)界面。
1.2 系統工作要求
本參考設計系統安全工作需要符合以下條件：
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Parameter
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Min
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Typ
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Max
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Unit
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Operating Voltage
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6
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-
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35
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V
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Maximum Current
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3.5
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A
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Step Frequency
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0.001
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10
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kHz
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Note: 考慮到本系統適用于多種電機驅動(dòng)模塊，以上條件并非保證正常工作的參數要求，但超出以上范圍，則可能損壞芯片和模塊。
1 硬件
1.1 系統框架圖
1.2 通用底座（BOTTOM）
1.2.1 電路圖
此部分包含單片機核心器件及外圍簡(jiǎn)單電路，包括硬件按鈕復位、無(wú)源晶振和I2C存儲器件。
此部分為串口轉USB電路，方便上位機與單片機通信，同時(shí)USB口為下部單片機及電機驅動(dòng)芯片提供邏輯電源。
此部分為接口電路，包括三排排針，與上板電機驅動(dòng)板通信，另一塊為JTAG接口，用于單片機程序調試。
1.2.2 BOM表
下面簡(jiǎn)單羅列部分主要器件，僅供選擇參考。
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名稱(chēng)
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描述
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LPC11A14
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M0單片機
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FT232R
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USB 轉232
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CAT811
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復位芯片
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AT24C08
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I2C存儲器件
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12M無(wú)源晶振
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排針接插件
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1.3
電機驅動(dòng)模塊
目前，該系統支持以下4種電機驅動(dòng)模塊：后續將有更多模塊支持。
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支持模塊
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兼容產(chǎn)品
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HR4985
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A4985
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HR3967
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A3967
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HR3979
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A3979
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HR3988
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A3988
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下文只列舉其中HR4985及HR3988的電機驅動(dòng)模塊硬件電路圖做簡(jiǎn)要說(shuō)明，各硬件模塊都通過(guò)3路排針與底部控制板相連。
1.3.1 HR4985電路圖
上圖為HR4985應用原理圖，外圍只有簡(jiǎn)單的電阻電容，設計簡(jiǎn)單明了，具體設計參數請參看我們的datasheet。
HR4985為最高1/8細分步進(jìn)模式，可提供35V 1A的驅動(dòng)輸出，控制一個(gè)雙極步進(jìn)電機。STEP管腳上一個(gè)上升沿輸入，控制步進(jìn)電機向前步進(jìn)一個(gè)固定角度，這樣省去了外部單片機繁雜的邏輯控制。在步進(jìn)操作期間，工作于混合衰減模式的電流調節器來(lái)降低電機運轉的噪聲，增加步進(jìn)準確性。
1.3.2 HR3988電路圖
本公司HR3988有兩種封裝，分別為QFN36和TQFP48。HR3988的運用一般也分2種模式，下面以QFN36封裝的做簡(jiǎn)單闡述。
1.3.2.1 普通運用
上圖為HR3988的一般應用，只有簡(jiǎn)單的IO控制，最高提供1/4細分步進(jìn)，一般運用于對步進(jìn)角度不是很精細的場(chǎng)合，具體控制時(shí)序請參考我們datasheet說(shuō)明。
HR3988 內含4路DMOS全橋，可驅動(dòng)兩路雙極步進(jìn)電機或4路直流電機或者1路步進(jìn)電機2路直流電機，每路驅動(dòng)能力高達36V 1.2A。4路全橋，每一路都有獨立的輸入控制，PH1、I01、I11、VREF1為一組，控制OUT1A、OUT1B和SENSE1。PH1控制輸出方向；I01、I11控制輸出電流水平，00為100%電流，01為66%電流，10為33%電流；VREF1選擇此路輸出的參考電壓，最大輸出電流Imax = VREF/（3*RSENSE）。
1.1.1.1 高細分運用
上圖應用一般運用于需要高細分的場(chǎng)合，對于控制單片機的要求也相應提高。若使用的單片機有4路獨立的DAC輸出，可將這4路DAC分別直接與HR3988的4路VREF相連，根據步進(jìn)時(shí)序，在每一個(gè)步進(jìn)期間，輸入相應的DAC值。若單片機沒(méi)有4路DAC，則可利用簡(jiǎn)單的阻容網(wǎng)路，輸入普通的PWM波來(lái)產(chǎn)生需要的VREF參考電壓。根據步進(jìn)時(shí)序，在每一步進(jìn)期間，在PWM處輸入相應占空比的方波。
1 圖形用戶(hù)界面
使用該圖形界面，其可通過(guò)PC機，對嘉興禾潤電子科技有限公司設計的電機驅動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)行各類(lèi)功能的調節和控制。
1.1 軟件運行環(huán)境
可在帶有Windows XP, Windows 7操作系統的PC機上運行，配合上文的硬件，并拷入我公司提供的程序。
1.2 主要功能模塊
1.2.1.1 連接配置
該部分實(shí)現與下位機的通信的配置，需要選擇與PC端連接的相應串口端口、波特率及需要演示的芯片型號，上述參數配置好后，單機“打開(kāi)串口”選項即可實(shí)現通信功能。波特率參數我公司默認為115200.
1.2.1.2 控制配置
控制配置界面根據選擇的芯片型號會(huì )有差別，下面對各芯片做簡(jiǎn)單介紹。
A4985、A3967 演示功能相似，下面以A4985界面作參考。
 在選擇好芯片型號后，就會(huì )在通用控制界面中顯示該芯片能進(jìn)行操作的功能，上圖片為4985芯片的操作界面，主要功能分為復位、速率、睡眠、模式、方向、使能、啟停。
啟停：要實(shí)現電機驅動(dòng)的正常運轉，首先得選擇Start選擇，選擇Stop則使電機驅動(dòng)芯片停止工作。
復位：實(shí)現電機驅動(dòng)芯片的復位功能，正常工作選擇Normal選項。
睡眠：實(shí)現電機驅動(dòng)芯片進(jìn)入睡眠模式，可在某些應用場(chǎng)合實(shí)現低功耗模式，正常工作選擇Normal選項。
使能：實(shí)現電機驅動(dòng)芯片的使能功能，正常工作選擇Enable。
方向：實(shí)現電機運轉的方向控制。
模式：實(shí)現電機驅動(dòng)運行的模式控制，4985可實(shí)現整步、1/2步、1/4步及1/8步四種步進(jìn)模式。
速率：實(shí)現電機轉動(dòng)速率的控制，可拖動(dòng)滑動(dòng)條或者直接在滑動(dòng)條后端的方框中鍵入需要的速率值，得到需要的轉速。OneStep功能為每點(diǎn)擊一下實(shí)現電機往前運行一步的功能。
A3979
A3979基本功能跟上述基本相似，只是在MS中增加了1/16步進(jìn)模式，刪去了1/8步進(jìn)模式。
另外3979多了SR功能，實(shí)現同步整流的功能。
A3988
A3988可實(shí)現兩路步進(jìn)電機的演示控制，通過(guò)芯片型號后端的A、B兩個(gè)選項進(jìn)行切換，兩路電機獨立分開(kāi)，實(shí)現同時(shí)運轉，互不干擾。
A3988的每路電機可獨立實(shí)現整步、1/2步、1/4步、1/8步、1/16步、1/32步步進(jìn)模式控制。
1.2.1.3 通信顯示
通信顯示方框顯示當前的通訊內容
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