TMC428.doc

3軸步進電機控制芯片-TMC428的原理以應用
摘 要：專用步進電機控制器可以控制多達3軸步進電機，內部集成波形發生器，脈沖發生器，可以實現3軸聯動以及獨立動作。可大大減少外部電路的設計，減輕上位微處理器的負擔。
關鍵詞： SPI ； 控制 ； 波形發生器 ； 脈沖發生器
目前許多設備上需要用到多個電機的控制，在設計開發過程中自然會增加開發難度，而且難度隨著控制軸數的增多而增大。TMC428是TRINAMIC公司開發的3軸步進電機控制芯片，它可以減少外圍電路，減少電機控制軟件設計的工作量，降低開發成本，縮短研發時間。
TMC428具有系統所需的所有運動控制功能，以其為核心控制3個TMC2X6或TMC2X9（該公司的驅動芯片）構成3軸步進系統的控制和驅動功能，該控制系統具有體積小，結構簡單，內部可構成虛擬閉環等許多優點。IO部分可以由其上位的微控制器來實現。
1． 主要性能
TMC428是小尺寸、高性價比的二相步進電機控制芯片。它帶有二個獨立的SPI口，可分別與微處理器和帶有SPI接口的步進電機驅動器相連以構成完整的系統。其控制指令可由微處理器通過SPI接口給定。TMC428提供了所有與數字運動控制有關的功能，包括位置控制、速度控制及微步控制等步進電機常用的控制功能。這些功能如果讓微處理器來完成，則需占用大量的系統資源，所以它的使用可將微處理器解放出來，以把資源用在接口的擴展和對步進電機的更高層次的控制上。此外，TMC236也是TRINAMIC公司開發的帶有串行接口的步進電機驅動器。3個TMC236連結構成的菊花鏈（Daisychain）結構便是一種基于串行通訊的網絡結構，可以使多個具有串行通信接口的設備以接力的方式傳遞數據。TMC428可以通過SPI接口與它們相連接，以同時控制3個二相步進電機。
TMC428的主要特點如下：
● 可以控制多達3軸的2相步進電機而且各軸之間可以獨立運行
● 與微控制芯片和驅動芯片通過簡單的SPI通訊，使用簡單，便于構成虛擬的閉環網絡，控制器可以時刻得知驅動器的狀態
● 內有24bit位置計數器
● 根據微處理器給定的電機運動參數（位置，速度、加速度），依照梯形或三角形的速度由線產生驅動脈沖波形和順序，來對電機進行位置和速度控制。可以在電機運行過程中更改電機參數如速度，加速度，目標位置等。
● 可微步控制。采用6位分辨率的微步細分可實現64，32，16，8，4，2，1。每個電機可分別選擇其需要的微步分辨率。滿步頻率最高達20kHz。
● 通過可編程電流比例控制，可以使電機在不同的工作狀態下采用大小不同的工作電流。控制電機工作可在8個檔次上，分別是最大電流的12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%、75%、87.5%、100%
●根據不同的應用提供有SSOP16、SOP24，DIL20三種封裝可選。如圖1