ADI TMC4671是一款完全集成的伺服控制器，可為BLDC/PMSM和兩相步進電機以及直流電機和音圈提供磁場定向控制（FOC）。所有控制功能都在硬件中實現。TMC4671可以為直流無刷電機、永磁同步電機、2相步進電機、直流有刷電機和音圈電機提供磁場定向控制。

此外TMC4671還集成 ADC、位置傳感器接口、位置插值器，為廣泛的伺服應用提供功能齊全的伺服控制器。

TMC4671硬件集成的電機控制算法及三環控制算法使得開發電機不需要編寫一行代碼即可完成。

而且TMC4671具有高達100kHz的開關頻率和控制器更新速率，并具有濾波和插值功能，如數字霍爾信號插值，以實現更順暢的操作。該集成電路可以與各類編碼器協同工作：從A/B/Z增量式簡單的數字或模擬霍爾傳感器到高分辨率正弦/余弦模擬編碼器。傳感器可靈活地映射為位置和速度控制回路的輸入。憑借其delta-sigma電流檢測ADC，TMC4671非常適合用于隔離式delta-sigma前端。

TMC4671性能描述：

○ 帶有磁場矢量控制（FOC）的伺服控制芯片

轉矩控制模式

速度控制模式

位置控制模式

電流控制刷新頻率和最大的PWM頻率為100KHz （速度和位置控制的刷新頻率可以根據當前電流刷新頻率的倍數配置）

○ 控制功能/ PI控制器

中期結果的輸入和輸出可編程斬波

以積分電路結尾保護所有控制

可編程的電壓循環向導限制器

目標值的前饋補償和前饋摩擦補償

高級前饋控制結構，實現最佳軌跡跟蹤性能

擴展的中斷請求掩蔽選項和限制器狀態寄存器

具有霍爾傳感器或/和最小移動的高級編碼器初始化算法

○ 運動控制和坡形控制

控制結構的梯形速度斜坡

脈沖/方向接口，方便定位

○ 支持的電機種類

直流無刷電機

永磁同步電機

2相步進電機

直流有刷電機

音圈電機

○ 位置反饋

開環位置發生器（可編程的PRM，RPM/S）用于初始化配置

數字增量編碼器（ABN，ABZ 高達5MHz）

第二路數字量編碼器輸入（雙反饋）

數字霍爾輸入接口帶有臨時位置插補功能（H1， H2， H3 resp. HU， HV ， HW）

模擬量編碼器/模擬量霍爾輸入接口（SinCos （0?°， 90?°） or 0?°， 120?°， 240?°）

多圈位置計數器（32位）

目標位置、速度和目標轉矩濾波（雙階）

○ PWM包括SVPWM

可編程的PWM頻率范圍從20KHz100KHzn

可編程的BBM（BrakeBeforeMake）時間（偏低，偏高）0 ns 。 。 。 2.5_s在10ns步驟內和柵極驅動輸入信號

PWM自動調整，用于運動期間改變PWM頻率

○ SPI通訊接口

40位數據長度（1個ReadWrite位+7個地址位+32個數據位）

立即SPI讀取響應（通過單個數據報進行寄存器讀取訪問）

SPI時鐘頻率高達1 MHz（未來版本為8 MHz）

○ TRINAMIC實時監控接口（SPI Master）

通過TRINAMIC的實時監控系統實現實時數據高頻采樣

需要PCB上的單個10針高密度連接器

高級控制器通過頻率響應識別和高級自動調諧支持使用TRINAMIC IDE調整選項

○ UART調試接口

3引腳（GND， RxD， TxD） 3.3V UART接口（1N8; 9600 （default）， 115200， 921600， or 3M bps）

簡易寄存器訪問并行于嵌入式用戶應用程序接口（SPI）

○ 供電電壓：5V和3.3V;1.8V的VCC_CORE由內部產生

○ IO電壓：3.3V用于所有的數字（可由VCCIO選擇提供）；5V插分模擬量輸入范圍，3V為單端輸入范圍

○ 時鐘頻率：25MHz（需要外部振蕩器）

○ 封裝：QFN76

TMC4671驅動步進電機之tmc4671配置代碼與TMC4671模擬編碼器設置

下面我們分享一個Excelpoint世健邀請的21IC資深工程師TopGun評測ADI Trinamic的無刷電機控制開發板案例。

通過Motor Control連接板實現套件的級聯：

工程師本人手上有個帶霍爾傳感器的無刷電機，剛好可以用來測試這個TMC4671套件。接好電源、電機三相線及霍爾接線，再用type-c線連接套件和電腦。

打開TMCL-IDE后，可以看到已經可以識別到Landungsbruecke主板，固件版本也能正常獲取為V3.08。

在右邊的配置面板可以自己選擇板子的型號，也可以點擊“Scan”自動掃描板子。

選擇TMC4671-EVAL板子配置，點擊“Wizard Pool”按鈕進行配置向導一步步對TMC4671進行配置。

第一步，配置一下套件的功能，因為測試電機沒有ABZ編碼器，所以這幾項得取消了。

接下來需要進行通用配置，此套件功率板用的是TMC6200-EVAL，電機類型選擇3-Three phase BLDC，電機的極對數選擇8，其他配置默認即可。

繼續配置開環參數，點擊“Set defaults”按鈕，拖動UD_EXT的滑動條，然后點擊“運行”按鈕，電機就會開始慢速轉動起來，左右兩邊的箭頭為控制轉動的方向，快進鍵為電機點動。

再下一個頁面是對ADC進行配置。此頁面只要能正常看到有ADC正弦波形即可，主要看ADC采集是否正常。

接下來對ADC進行偏移校準，兩路ADC軟件都通過實時采樣數據自動算好偏移值了，直接點一下“Set”按鈕就行了。

將頁面往下拉，需要確保三相的電壓和ADC采集的數據曲線重合，否則需要調整0x0A寄存器里面ADC的選擇配置，直到曲線基本重合。

接下來對霍爾傳感器進行配置，根據向導要讓霍爾信號與電信號交叉，因為測試電子自帶霍爾，所以不需要進行額外的校準，已經可以直接使用了。

配置好霍爾傳感器進入測試步驟，首先點一下“Set defaults and start”按鈕，輸入目標電流點擊運行，觀測電機到電機能正常跑起來了，說明霍爾接口配置正常。到這里，配置向導基本完成，已經對套件完成初始化配置了。

電機性能測試

初始化向導后，就可以對套件進一步調試了。首先，打開“Selectors”對電角度輸入源，速度反饋源位置反饋源進行配置，這里都設為霍爾傳感器作為反饋。

PID參數調節是電機控制的痛點，TMC上位機這邊提供了參數擬定的工具，選擇“Torque/Flux”，點擊“Start”開始后，就會自動對電機電流環進行參數擬定，擬定后的參數會自動同步到“PI control”中。

速度環的PI參數擬定也是同樣的邏輯。設定好目標速度后，選擇“Velecity”，點擊開始后，即可對速度環進行參數擬定。

PID參數擬定完畢，我們就可以來測測實際的運行性能了。首先，對電流環進行測試，設定目標電流后，利用左右箭頭兩種按鈕切換電機運行方向，通過換向來驗證階躍響應，也可自行微調PI參數達到更理想的運行效果。

接著，來測試速度環的性能。切換到速度模式，跟測試電流環一樣，手動控制電機運動換向測試響應和跟隨性，可以看到目標速度和實際反饋速度基本重合，說明跟隨性很不錯。

接著測試位置環，切換到位置環模式，設置目標位置，電機能很快運動到目標位置并收斂在目標位置。測試電機位置環，通過人為擰動電機，電機會很快就收斂到目標位置。不過，要想進一步提升位置環的性能，單純用霍爾傳感器是不夠的，一般位置環的應用一般需要增量編碼器或者絕對式編碼器。

如何使用 USB-2-RTMI（RTMI）去調試 TMC4671；以及TMC4671的三環配置方法詳細說明大家可以點擊參閱：http://m.xsypw.cn/soft/78/223/2020/202002061162162.html

本文也參考了很多Excelpoint世健 “電機開發利器——ADI TMC4671套件評測”該文的內容，大家可以查看更詳細的tmc4671配置介紹：http://m.xsypw.cn/d/2142777.html

對電機驅動器及控制器 Trinamic TMC4671-ES 感興趣的可以前往華秋商城：https://item.hqchip.com/2500219060.html

TMC4671-Datasheet可以點擊查看 https://pdf.elecfans.com/Search?f=&q=tmc4671

http://m.xsypw.cn/soft/70/2021/202109281712396.html