1 介绍
嘉兴禾润电子科技有限公司（以下简称禾润或HT）设计的电机驱动控制芯片，可广泛应用于安防监控、POS机、智能玩具、（3D）打印等领域，对部分Allegro, TI等产品pin to pin兼容。
本文参考设计，是采用了禾润的电机驱动控制芯片，搭配软硬件设计，可用于电机驱动产品的调试、测试以及产品级设计的参考。
本文参考设计，硬件由两部分组成，一部分为通用底座（BOTTOM），主要为通信部分，可兼容禾润的多种电机驱动模块；另一部分为采用了禾润电子驱动控制芯片的驱动模块（TOP）。另外，该参考设计还使用了电机驱动控制图形用户界面，能非常方便的调试相关电机模块。
1.1 组成
本设计主要包含：
（1）通用底座（BOTTOM）;
（2）电机驱动模块（TOP）;
（3）图形用户界面。
1.2 系统工作要求
本参考设计系统安全工作需要符合以下条件：
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Parameter |
Min |
Typ |
Max |
Unit |
|
Operating Voltage |
6 |
- |
35 |
V |
|
Maximum Current |
3.5 |
A |
||
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Step Frequency |
0.001 |
10 |
kHz |
Note: 考虑到本系统适用于多种电机驱动模块，以上条件并非保证正常工作的参数要求，但超出以上范围，则可能损坏芯片和模块。
1 硬件
1.1 系统框架图
1.2 通用底座（BOTTOM）
1.2.1 电路图
此部分包含单片机核心器件及外围简单电路，包括硬件按钮复位、无源晶振和I2C存储器件。
此部分为串口转USB电路，方便上位机与单片机通信，同时USB口为下部单片机及电机驱动芯片提供逻辑电源。
此部分为接口电路，包括三排排针，与上板电机驱动板通信，另一块为JTAG接口，用于单片机程序调试。
1.2.2 BOM表
下面简单罗列部分主要器件，仅供选择参考。
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名称 |
描述 |
|
LPC11A14 |
M0单片机 |
|
FT232R |
USB 转232 |
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CAT811 |
复位芯片 |
|
AT24C08 |
I2C存储器件 |
|
12M无源晶振 |
|
|
排针接插件 |
1.3
电机驱动模块
目前，该系统支持以下4种电机驱动模块：后续将有更多模块支持。
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支持模块 |
兼容产品 |
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HR4985 |
A4985 |
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HR3967 |
A3967 |
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HR3979 |
A3979 |
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HR3988 |
A3988 |
下文只列举其中HR4985及HR3988的电机驱动模块硬件电路图做简要说明，各硬件模块都通过3路排针与底部控制板相连。
1.3.1 HR4985电路图
上图为HR4985应用原理图，外围只有简单的电阻电容，设计简单明了，具体设计参数请参看我们的datasheet。
HR4985为最高1/8细分步进模式，可提供35V 1A的驱动输出，控制一个双极步进电机。STEP管脚上一个上升沿输入，控制步进电机向前步进一个固定角度，这样省去了外部单片机繁杂的逻辑控制。在步进操作期间，工作于混合衰减模式的电流调节器来降低电机运转的噪声，增加步进准确性。
1.3.2 HR3988电路图
本公司HR3988有两种封装，分别为QFN36和TQFP48。HR3988的运用一般也分2种模式，下面以QFN36封装的做简单阐述。
1.3.2.1 普通运用
上图为HR3988的一般应用，只有简单的IO控制，最高提供1/4细分步进，一般运用于对步进角度不是很精细的场合，具体控制时序请参考我们datasheet说明。
HR3988 内含4路DMOS全桥，可驱动两路双极步进电机或4路直流电机或者1路步进电机2路直流电机，每路驱动能力高达36V 1.2A。4路全桥，每一路都有独立的输入控制，PH1、I01、I11、VREF1为一组，控制OUT1A、OUT1B和SENSE1。PH1控制输出方向；I01、I11控制输出电流水平，00为100%电流，01为66%电流，10为33%电流；VREF1选择此路输出的参考电压，最大输出电流Imax = VREF/（3*RSENSE）。
1.1.1.1 高细分运用
上图应用一般运用于需要高细分的场合，对于控制单片机的要求也相应提高。若使用的单片机有4路独立的DAC输出，可将这4路DAC分别直接与HR3988的4路VREF相连，根据步进时序，在每一个步进期间，输入相应的DAC值。若单片机没有4路DAC，则可利用简单的阻容网路，输入普通的PWM波来产生需要的VREF参考电压。根据步进时序，在每一步进期间，在PWM处输入相应占空比的方波。
1 图形用户界面
使用该图形界面，其可通过PC机，对嘉兴禾润电子科技有限公司设计的电机驱动产品进行各类功能的调节和控制。
1.1 软件运行环境
可在带有Windows XP, Windows 7操作系统的PC机上运行，配合上文的硬件，并拷入我公司提供的程序。
1.2 主要功能模块
1.2.1.1 连接配置
该部分实现与下位机的通信的配置，需要选择与PC端连接的相应串口端口、波特率及需要演示的芯片型号，上述参数配置好后，单机“打开串口”选项即可实现通信功能。波特率参数我公司默认为115200.
1.2.1.2 控制配置
控制配置界面根据选择的芯片型号会有差别，下面对各芯片做简单介绍。
A4985、A3967 演示功能相似，下面以A4985界面作参考。
在选择好芯片型号后，就会在通用控制界面中显示该芯片能进行操作的功能，上图片为4985芯片的操作界面，主要功能分为复位、速率、睡眠、模式、方向、使能、启停。
启停：要实现电机驱动的正常运转，首先得选择Start选择，选择Stop则使电机驱动芯片停止工作。
复位：实现电机驱动芯片的复位功能，正常工作选择Normal选项。
睡眠：实现电机驱动芯片进入睡眠模式，可在某些应用场合实现低功耗模式，正常工作选择Normal选项。
使能：实现电机驱动芯片的使能功能，正常工作选择Enable。
方向：实现电机运转的方向控制。
模式：实现电机驱动运行的模式控制，4985可实现整步、1/2步、1/4步及1/8步四种步进模式。
速率：实现电机转动速率的控制，可拖动滑动条或者直接在滑动条后端的方框中键入需要的速率值，得到需要的转速。OneStep功能为每点击一下实现电机往前运行一步的功能。
A3979
A3979基本功能跟上述基本相似，只是在MS中增加了1/16步进模式，删去了1/8步进模式。
另外3979多了SR功能，实现同步整流的功能。
A3988
A3988可实现两路步进电机的演示控制，通过芯片型号后端的A、B两个选项进行切换，两路电机独立分开，实现同时运转，互不干扰。
A3988的每路电机可独立实现整步、1/2步、1/4步、1/8步、1/16步、1/32步步进模式控制。
1.2.1.3 通信显示
通信显示方框显示当前的通讯内容
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