代码收藏家技术教程 2023-10-05

STM32自学笔记14：步进电机驱动项目教程（TB67H450驱动）

目前的项目是一种2相4线步进电机的闭环驱动电路，使用的电机驱动芯片是TB67H450，再使用磁编码器MT6816，使用FOC算法，基于STM32F1单片机。
这一节是步进电机的驱动芯片驱动研究

首先研究驱动芯片TB67H450的datasheet
这是一个PWM斩波电机驱动芯片，内部框图可以看出来内含一个H桥全桥驱动电路，而芯片的输出Out1和Out2即H桥的两个输出口

H桥电路驱动单相步进电机是很基础的知识，芯片通过IN1和IN2的输入来控制输出的高低电平，但是下面的这个逻辑表是针对直流电机的，不需要看Mode这一列，只要看Out1和Out2的电平。

我们使用的是2相4线电机，所以需要2个TB67H450，即4个Out端口来直接连接电机的A+，A-，B+和B-，同样输入也需要4个（即芯片的2个输入 x2），简单画了个图，就是通过OutA+~OutB-四个端口的脉冲组合来驱动电机的各种动作。最简单的让电机转动1周的电平变化是1000，0100，0001，0001，即顺次高电平。根据上面的逻辑表就可以推导出需要的输入信号的电平，例如Out1为高，其他为低，则IN1为H，IN2为L，IN3为H，IN4为H。
控制方法
这个芯片和常用的步进电机驱动器不太相同，并没有DIR、ENA这些引脚。它共8个引脚，我们来看下pin定义：

其中4pinVREF引脚和7pinRS引脚共同设置电机的最大电流，RS引脚连一个电阻接地，流入电机线圈的电流峰值由datasheet page10里这个公式来计算：

RRS为RS引脚连的电阻阻值，例如RRS选0.1欧，Vref(gain)按datasheet是1/10，则可算出Iout = Vref。Vref引脚可以接单片机的PWM输出，通过调节PWM占空比来调Vref电压，从而调节驱动电机的输出电流，继而控制步进电机的力矩，这就是这个芯片最重要的功能之一。
芯片的接线图比较简单，但主要单片机的定时器过来的PWM信号要搭一个滤波器滤波，其他就是直连即可：IN1-IN4接GPIO输出，OUT1-OUT4接步进电机线4根线，VM接电机的驱动电压，例如24V。
芯片的接线图：（另外一个也是同样这么接）

PA4和PA5为GPIO输出，通过高低电平来控制电机线的输出，可以用一个函数来表明输入的高低关系

void SetInputA(bool _statusAp, bool _statusAm)
{
    _statusAp ? (GPIOA->BSRR = GPIO_PIN_5) : (GPIOA->BRR = GPIO_PIN_5);  //IN_AP为高或低
    _statusAm ? (GPIOA->BSRR = GPIO_PIN_4) : (GPIOA->BRR = GPIO_PIN_4);  //IN_AM为高或低
}

如果需要IN1高，IN2低，则使用SetInputA(true, false)即可。