电机驱动 TMC5160 详解

TMC5160 是带步进/方向接口和串行通信接口(SPI) 的高功率步进电机控制驱动芯片，将实现自动目标定位的灵活斜坡发生器和业界最先进的步进电机驱动器结合在一起。通过外置外部晶体管，实现高动态、高扭矩电机驱动。

两相双极性步进电机的高电压通用控制器/驱动器。 stealthChop™控制电机安静运行。 外加 MOSFET 实现高达 20A 的电机线圈电流控制。

TMC5160 和 TMC2160 可以 PIN 对 PIN 替换，TMC5160 自己带有梯形曲线加速功能，这是它与 TMC2160 唯一的区别。

关键概念

TMC5160 通过两个引脚来控制它的工作模式：SD_MODE 和 SPI_MODE。

模式 1：全功能运动控制和驱动器 所有步进电机逻辑完全在 TMC5160 内。不需要软件来控制电机 ------ 只需提供目标位置。SD_MODE 接地使能此模式（SD_MODE=0，SPI_MODE=1）。在该模式下，用户通过 SPI 接口来设置 TMC5160 的寄存器配置参数，TMC5160 使用自己的梯形曲线发生器来控制步进电机转动。

用户需要设置：开始运动速度VSTART、第一段折线末速度V1、最大速度VMAX、停止速度VSTOP、第一段折线的加速度A1、第二段折线加速度AMAX、第四段折线的减速度DMAX、第五段折线的减速度D1。

把上面的参数设置好，再设置工作模式：速度模式或位置模式。最后再设置目标位置。

如果是速度模式运行，不需要设置目标位置，电机就会开始转动。如果是位置模式，则需要设置目标位置，且目标位置与电机当前位置值不同电机才会转动。下图中的红线是电机的实际速度，不管是速度模式还是位置模式，电机的运行过程会按照下图来进行。

模式 2：脉冲和方向驱动器 像 TMC4361 这样的外部高性能 S-ramp 运动控制器或 CPU 产生与系统内其他部件（如电机） 同步的脉冲和方向信号。TMC5160 控制电流和运动模式，并反馈电机状态。 microPlyer 自动平滑运动。SD_MODE 接高电平使能此模式（SD_MODE=1，SPI_MODE=1）。在该模式下，用户通过 SPI 接口来配置 TMC5160 的寄存器。TMC5160 的功能和 DRV8825 类似，外界通过脉冲和方向引脚来控制步进电机运动。

模式 3：简单的步进和方向驱动器 TMC5160 根据步进和方向信号控制电机。microPlyer自动平滑运动，配置由硬件引脚完成。 静止保持电流控制由TMC 5160完成。可选的反馈信号作为错误检测和同步标志的输出。 SPI_MODE 接地，SD_MODE 接高电平使能此模式（SD_MODE=1，SPI_MODE=0）。在该模式下，SPI 接口失能，TMC5160 的工作状态由 CFG 引脚配置。TMC5160 可以完全独立工作，不需要接 CPU。