TMC428一般從微處理器獲得控制指令,微處理器則通過發(fā)送和接收固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包對(duì)TMC428寄存器和RAM進(jìn)行讀寫操作。TMC428的寄存器和片內(nèi)RAM的功能有所不同。寄存器用于存儲(chǔ)電機(jī)總體配置參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù),而片內(nèi)RAM用于存儲(chǔ) 驅(qū)動(dòng)串行接口的配置和微步表。電機(jī)總體參數(shù)是指對(duì)驅(qū)動(dòng)器菊花鏈中TMC236的配置。運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括各電機(jī)的當(dāng)前位置、目標(biāo)位置、最大速度、最大加速度、電流比例、波形發(fā)生器和脈沖發(fā)生器參數(shù)以及微步細(xì)分分辨率等。片內(nèi)RAM包括64個(gè)地址的數(shù)據(jù)空間,每個(gè)地址可存儲(chǔ)24位寬的數(shù)據(jù),前32位地址數(shù)據(jù)是對(duì)驅(qū)動(dòng)器菊花鏈串行通信數(shù)據(jù)包的配置,后32位地址的數(shù)據(jù)為微步細(xì)分表。

       初始化以后,TMC428即可自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)包到菊花鏈的每個(gè)TMC236,也就是說,驅(qū)動(dòng)串行接口經(jīng)過初始化后便可以自動(dòng)工作,而不需要微處理器的參與。只要把位置、速度寫進(jìn)指定的寄存器就可以控制電機(jī)。TMC428的多口RAM控制器可管理數(shù)據(jù)的存取時(shí)序。這樣,微處理器就可以在任何時(shí)間讀寫寄存器和片內(nèi)RAM的數(shù)據(jù)。

       通過波形發(fā)生器可以處理存儲(chǔ)在寄存器里的運(yùn)動(dòng)參數(shù)并計(jì)算電機(jī)運(yùn)動(dòng)速度曲線。脈沖發(fā)生器則根據(jù)波形發(fā)生器計(jì)算得到的速度來產(chǎn)生步進(jìn)脈沖。步進(jìn)脈沖產(chǎn)生時(shí)TMC428的驅(qū)動(dòng)串行接口將自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)包給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器菊花鏈以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。當(dāng)采用微步控制時(shí),微步單元即開始處理根據(jù)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的步進(jìn)脈沖,同時(shí)根據(jù)選擇的微步分辨率來產(chǎn)生全步、半步和微步脈沖,并通過驅(qū)動(dòng)串口送給驅(qū)動(dòng)器菊花鏈。

       驅(qū)動(dòng)串行接口是TMC428與驅(qū)動(dòng)器菊花鏈之間的通信接口。從TMC428到驅(qū)動(dòng)器之間的串行數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度是可配置的,以適應(yīng)由不同類型和廠家的電路構(gòu)成的SPI環(huán)形結(jié)構(gòu),最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為64bit。初始化后,TMC428與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間的通信是自動(dòng)完成的。不同類型的帶有SPI接口的驅(qū)動(dòng)器都可以混合構(gòu)成菊花鏈結(jié)構(gòu)與TMC428進(jìn)行連接。

       4 應(yīng)用

       4．1 兼容性

       TMC428與大多數(shù)廠商生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路兼容。它可以直接連接帶有SPI口的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,也可以通過附加的器件連接常用的并口驅(qū)動(dòng)器。甚至帶有步進(jìn)、方向輸入的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器也可以由TMC428來控制。將步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路TMC236非常簡(jiǎn)單地連接成串行菊花鏈結(jié)構(gòu),用TMC428構(gòu)成3軸步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制可更好地發(fā)揮TMC428的特點(diǎn)。

　　4．2 狀態(tài)檢測(cè)

       實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全和控制是很重要的,TMC428就提供有狀態(tài)檢測(cè)功能。每次每處理器發(fā)送數(shù)據(jù)包給TMC428的同時(shí),TMC428會(huì)返回?cái)?shù)據(jù)給微處理器。大部分帶有串行口的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路都提供有不同的狀態(tài)位（工作,不工作等）和錯(cuò)誤標(biāo)志（短路,開路,溫度過高等）。這樣,TMC428就可以在任何時(shí)候提供當(dāng)前電機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和工作模式以及各狀態(tài)位。從電機(jī)驅(qū)動(dòng)菊花鏈返回給TMC428的數(shù)據(jù)包有48bit長(zhǎng)。TMC428將其放在二個(gè)24bit的寄存器中。這樣,微處理器就可以直接讀取這些寄存器里的信息。

       5 系統(tǒng)構(gòu)成的應(yīng)用

       筆者采用DSP作為系統(tǒng)的微處理器,結(jié)合TMC428和TMC236構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。TMC236內(nèi)部集成了HVCMOSFET構(gòu)成的雙全橋驅(qū)動(dòng)電路,它采用恒流斬波

驅(qū)動(dòng)方式來驅(qū)動(dòng)雙極性二相步進(jìn)電機(jī),并具有功耗低、效率高的特點(diǎn)。圖3所示就是3個(gè)TMC236構(gòu)成3軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器并由TMC428進(jìn)行控制的原理電路圖。
          

       由圖3可見,采用專用步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器和驅(qū)動(dòng)電路組成的系統(tǒng)具有外圍電路簡(jiǎn)單、系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn),可減少控制電路的開發(fā)成本。整個(gè)系統(tǒng)除了電源之外只有5個(gè)IC,因此,體積小,控制簡(jiǎn)單,特別適用于3軸步時(shí)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)證明該驅(qū)動(dòng)器控制的步時(shí)電機(jī)定位精度高,加、減速性能良好,同時(shí),啟停、反轉(zhuǎn)性能也很優(yōu)良。