運(yùn)用于鏡頭驅(qū)動(dòng)機(jī)器人等MS41969參數(shù)

鑫邦旺電子科技

[size=1.412em]描述

MS41969 是一款雙通道 12V 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，通過(guò)具有電流細(xì)分的電壓驅(qū)動(dòng)方式以及扭矩紋波修正技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超低噪聲微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)。芯片另外內(nèi)置一個(gè)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

MS41969 內(nèi)置了晶振放大模塊，可以使用無(wú)源晶振。

[size=1.412em]主要特點(diǎn)

電壓驅(qū)動(dòng)方式，256 細(xì)分微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電路（兩通道）

每個(gè) H 橋最大驅(qū)動(dòng)電流±1.2A

四線串行總線通信控制馬達(dá)

內(nèi)置直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，最大驅(qū)動(dòng)電流±0.5A

無(wú)源晶振

QFN36 封裝（帶散熱片）

[size=1.412em]應(yīng)用

機(jī)器人，精密工業(yè)設(shè)備

攝像機(jī)

監(jiān)控?cái)z像機(jī)

[size=1.412em]封裝圖

* r& P9 T( I; e

[size=1.412em]內(nèi)部框圖

[size=1.412em]管腳圖

[size=1.412em]管腳說(shuō)明圖

# h2 D4 |5 {0 N! b

[size=1.412em]模塊框圖

6 L) T! D4 x- }- D/ X$ T

這個(gè)模塊是一個(gè)用于聚焦和放大的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。下面的一些設(shè)置可以用來(lái)執(zhí)行一系列的控制（下面是對(duì)α電機(jī)：驅(qū)動(dòng)器 A/B 的描述。驅(qū)動(dòng)器 C/D 和α電機(jī)執(zhí)行一樣的算法）

主要的設(shè)置參數(shù)：

1） 相位矯正：驅(qū)動(dòng)器 A 和驅(qū)動(dòng)器 B 的相位差目標(biāo)在 90°；可以做-22.5°~ +21.8°的相位修正···PHMODAB[5:0]

2） 幅度設(shè)置：能獨(dú)立設(shè)置驅(qū)動(dòng)器 A/B 的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電流···PPWA[7:0],PPWB[7:0]

3） PWM 頻率：驅(qū)動(dòng)器輸出的 PWM 波頻率設(shè)置···PWMMODE[4:0],PWMRES[1:0]

4） 微步進(jìn)分頻數(shù)：微步數(shù)能設(shè)置成 64,128 和 256 微步進(jìn)模式。···MICROAB[1:0]

5） 步進(jìn)周期：電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置。電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與正弦波的的微步進(jìn)模式無(wú)關(guān)�！ぁぁ�INTCTAB[15:0]

寄存器列表：

2 S1 P: r- Q- M+ e0 t2 n) L3 |

相關(guān)設(shè)置的建立時(shí)刻

建立時(shí)刻和相關(guān)時(shí)間如下所示

地址 27h 到 2Ah 的設(shè)置同 22h 到 25h 的設(shè)置相同，所以 27h 到 2Ah 的描述就省略了。如果相關(guān)寄存器被刷新，則每一個(gè) VFx 周期來(lái)到時(shí)會(huì)實(shí)現(xiàn)一次設(shè)置的加載刷新。當(dāng)同樣的設(shè)置被執(zhí)行時(shí)超過(guò)2 個(gè) VFx 脈沖時(shí)，沒(méi)有必要在每個(gè) VFx 脈沖都寫(xiě)入寄存器數(shù)據(jù)。

DT1[7:0](起始點(diǎn)延時(shí)，地址 20h)

更新數(shù)據(jù)時(shí)間設(shè)置。在系統(tǒng)硬件復(fù)位后（引腳 RSTB：低→高），開(kāi)始激勵(lì)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)前(DT1 結(jié)束)這段時(shí)間內(nèi)，必須設(shè)置此項(xiàng).由于這個(gè)設(shè)置在每次 VFx 脈沖來(lái)到時(shí)更新，沒(méi)有必要一定在起始點(diǎn)延遲時(shí)內(nèi)寫(xiě)入。

PWMMODE[4:0],PWMRES[1:0](微步進(jìn)輸出 PWM 波頻率，地址 20h)

設(shè)置微步進(jìn)輸出 PWM 波頻率。需要在開(kāi)始激勵(lì)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)前設(shè)置執(zhí)行（DT1 結(jié)束）

DT2A[7:0](起始點(diǎn)激勵(lì)延時(shí)，地址 22h)

更新數(shù)據(jù)時(shí)間設(shè)置。復(fù)位后（引腳 RSTB：低→高），需要在開(kāi)始激勵(lì)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)前被設(shè)置執(zhí)行（DT1 結(jié)束）

PHMODAB[5:0]（相位矯正，地址 22h）

通過(guò)矯正線圈 A 和 B 的相位差，驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的噪聲會(huì)減少。合適的相位矯正必須依據(jù)于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和速度，此設(shè)置需要隨著旋轉(zhuǎn)方向（CCWCWAB）或者旋轉(zhuǎn)速度（INTCTABA）的變化而改變。

PPWA[7:0],PPWB[7:0](峰值脈沖寬度，地址 23h)

設(shè)置 PWM 最大占空比。設(shè)置需要在開(kāi)始激勵(lì)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)前被設(shè)置執(zhí)行（DT1 結(jié)束）

PSUMAB[7:0](步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)數(shù)，地址 24h)

1 個(gè) VFx 的時(shí)間間隔內(nèi)的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)設(shè)置。

每次 VFx 脈沖輸入時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所設(shè)置的次數(shù)。因此，設(shè)置次數(shù)為“0”是可以停止電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)總額超過(guò)了 1 個(gè) VFx 脈沖的時(shí)間，超出部分會(huì)被取消。

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CCWCWAB(轉(zhuǎn)動(dòng)方向，地址 24h)

電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向設(shè)置。只要在選擇轉(zhuǎn)動(dòng)方向前設(shè)置即可。

BRAKEAB(電機(jī)剎車設(shè)置，地址 24h)

剎車時(shí)設(shè)置電流為 0. 由于執(zhí)行此設(shè)置時(shí),很難得到電機(jī)的最終位置，所以此設(shè)置一般用于立即停止電機(jī)。

ENDISAB（電機(jī)工作 Enable/Disable，地址 24h）

設(shè)置電機(jī)工作使能。當(dāng)設(shè)置為不使能時(shí)，電機(jī)引腳輸出高阻態(tài)，電機(jī)正在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不要設(shè)置成

disable

LEDA（LES 設(shè)置，地址 24h）

LED 開(kāi)/關(guān)設(shè)置。在 CS 的下降沿被設(shè)置。

（可以認(rèn)為和電機(jī)驅(qū)動(dòng)無(wú)關(guān)，能實(shí)現(xiàn)開(kāi)/關(guān)的獨(dú)立設(shè)置）。

MICROAB[1:0](正弦波分頻數(shù)，地址 24h)

設(shè)置正弦波的分頻數(shù)。這個(gè)設(shè)置不改變轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

只有當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求時(shí)才需要設(shè)置此項(xiàng)。復(fù)位后（引腳 RSTB：低→高）,設(shè)置有效.

INTCTAB[15:0](脈沖周期，地址 25h)

脈沖周期設(shè)置。轉(zhuǎn)動(dòng)速度決定于這個(gè)設(shè)置。

步進(jìn)電機(jī)微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，如何調(diào)整寄存器值

為了控制鏡頭，需要在每個(gè) VFx 都要求設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。相關(guān)設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)和速度的寄存器為：

INTCTxx[15:0]:設(shè)置每一步的時(shí)間（相應(yīng)的，即轉(zhuǎn)動(dòng)速度）

PSUMxx[7:0]：每個(gè) VFx 時(shí)段內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)總步數(shù)

當(dāng)在連續(xù)的 VFx 時(shí)段內(nèi)持續(xù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，需要設(shè)置持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間以適應(yīng) VFx 周期.

以下是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)計(jì)算 INTCTxx[15:0]和 PSUMxx[7:0]的方法

1） 計(jì)算 INTCTxx[15:0](決定電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度)

INTCTxx[15:0] × 768 = OSCIN 頻率 / 轉(zhuǎn)動(dòng)頻率

2） 由 INCTxx[15:0]計(jì)算 PSUMxx[7:0]。不能只看 PSUMxx[7:0]的值。

下面的等式成立時(shí)，持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間和 VFx 時(shí)間相同，電機(jī)實(shí)現(xiàn)均勻轉(zhuǎn)動(dòng)

INTCTxx[15:0] × PSUMxx[7:0] × 24 = OSCIN 頻率 / VFx 頻率

3） 3) PSUMxx[7:0]設(shè)置完成后，由上式重新計(jì)算 INTCTxx[15:0]

舉例說(shuō)明

OSCIN 頻率 = 27 MHz，VFx 頻率 = 60Hz

計(jì)算 PSUMxx[7:0]和 INTCTxx[15:0]使電機(jī)在 800pps（1-2 相位）轉(zhuǎn)動(dòng)，1-2 相位，每步兩拍，轉(zhuǎn)化為相電流正旋波頻率 800pps = 100Hz,所以

INTCTxx[15:0] = 27MHz / (100Hz × 768) =352

相應(yīng)的

PSUMxx[7:0] = 1/（60Hz）×27MHz/ (352 ×24) = 53

重新計(jì)算 INTCTxx[15:0]得：

INTCTxx[15:0] = 1/（60Hz）×27MHz/ (53 ×24) = 354

如果上述 2）中等式左邊比右側(cè)小，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間比 VFx 時(shí)段小會(huì)引起不連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)。反之，超過(guò) VFx 時(shí)段的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)被取消。

直流電機(jī)E驅(qū)動(dòng)電路

直流電機(jī)（攝像機(jī)中用于 IR-CUT）驅(qū)動(dòng)采用ＳＰＩ輸入控制方式，通過(guò)寫(xiě)寄存器２Ｃｈ來(lái)控制Ｈ橋的

輸出：

SWICH 寄存器：寄存器 REG_2CH<2> bit2,上電默認(rèn)為‘0’’

IN1 寄存器：寄存器 REG_2CH<1>

bit1,上電默認(rèn)為‘0’

IN2 寄存器：寄存器 REG_2CH<0>

bit0 上電默認(rèn)為‘0’

輸入輸出真值表如下：

直流電機(jī) SPI 模式下的延遲時(shí)間：

由于 SPI 串行輸入寫(xiě)寄存器，每次寫(xiě) 22 個(gè)數(shù)據(jù)，還有 3 個(gè)控制位，所以從寫(xiě)寄存器 2CH，到控制時(shí)間真正起作用的傳輸延遲約為 Tsclk*25，如寫(xiě)數(shù)據(jù)串行時(shí)鐘采用 0.5MHz，則數(shù)字延遲時(shí)間為 25*1/0.5M=50us ，此時(shí) H 橋最大輸出頻率 10KHz

1.MS41969 具有背部散熱 pad，大功率應(yīng)用時(shí)必須接地。

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2.OSCIN 管腳（PIN9）與 OSCOUT（PIN10）之間內(nèi)置放大電路與 SMIT 電路，所以 OSCIN 與OSCOUT 之間可以使用低成本的無(wú)源晶振；也可以在 OSCIN 管腳接有源晶振的輸出（OSCOUT 懸空），或則其他 MCU 的 CLK 輸出，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者都可以自由選擇，直流輸入與交流輸入幅度要求有差異

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