TMC428一般從微處理器獲得控制指令,微處理器則通過發送和接收固定長度的數據包對TMC428寄存器和RAM進行讀寫操作。TMC428的寄存器和片內RAM的功能有所不同。寄存器用于存儲電機總體配置參數和運動參數,而片內RAM用于存儲 驅動串行接口的配置和微步表。電機總體參數是指對驅動器菊花鏈中TMC236的配置。運動參數包括各電機的當前位置、目標位置、最大速度、最大加速度、電流比例、波形發生器和脈沖發生器參數以及微步細分分辨率等。片內RAM包括64個地址的數據空間,每個地址可存儲24位寬的數據,前32位地址數據是對驅動器菊花鏈串行通信數據包的配置,后32位地址的數據為微步細分表。

       初始化以后,TMC428即可自動發送數據包到菊花鏈的每個TMC236,也就是說,驅動串行接口經過初始化后便可以自動工作,而不需要微處理器的參與。只要把位置、速度寫進指定的寄存器就可以控制電機。TMC428的多口RAM控制器可管理數據的存取時序。這樣,微處理器就可以在任何時間讀寫寄存器和片內RAM的數據。

       通過波形發生器可以處理存儲在寄存器里的運動參數并計算電機運動速度曲線。脈沖發生器則根據波形發生器計算得到的速度來產生步進脈沖。步進脈沖產生時TMC428的驅動串行接口將自動發送數據包給步進電機驅動器菊花鏈以驅動步進電機。當采用微步控制時,微步單元即開始處理根據脈沖發生器產生的步進脈沖,同時根據選擇的微步分辨率來產生全步、半步和微步脈沖,并通過驅動串口送給驅動器菊花鏈。

       驅動串行接口是TMC428與驅動器菊花鏈之間的通信接口。從TMC428到驅動器之間的串行數據包的長度是可配置的,以適應由不同類型和廠家的電路構成的SPI環形結構,最大數據長度為64bit。初始化后,TMC428與步進電機驅動器之間的通信是自動完成的。不同類型的帶有SPI接口的驅動器都可以混合構成菊花鏈結構與TMC428進行連接。

       4 應用

       4．1 兼容性

       TMC428與大多數廠商生產的步進電機驅動電路兼容。它可以直接連接帶有SPI口的步進電機驅動器,也可以通過附加的器件連接常用的并口驅動器。甚至帶有步進、方向輸入的步進電機驅動器也可以由TMC428來控制。將步進電機驅動電路TMC236非常簡單地連接成串行菊花鏈結構,用TMC428構成3軸步進電機控制系統進行控制可更好地發揮TMC428的特點。

　　4．2 狀態檢測

       實時監測電機運行狀態對整個系統的安全和控制是很重要的,TMC428就提供有狀態檢測功能。每次每處理器發送數據包給TMC428的同時,TMC428會返回數據給微處理器。大部分帶有串行口的電機驅動電路都提供有不同的狀態位（工作,不工作等）和錯誤標志（短路,開路,溫度過高等）。這樣,TMC428就可以在任何時候提供當前電機的運動參數和工作模式以及各狀態位。從電機驅動菊花鏈返回給TMC428的數據包有48bit長。TMC428將其放在二個24bit的寄存器中。這樣,微處理器就可以直接讀取這些寄存器里的信息。

       5 系統構成的應用

       筆者采用DSP作為系統的微處理器,結合TMC428和TMC236構成步進電機驅動控制系統。TMC236內部集成了HVCMOSFET構成的雙全橋驅動電路,它采用恒流斬波

驅動方式來驅動雙極性二相步進電機,并具有功耗低、效率高的特點。圖3所示就是3個TMC236構成3軸電機驅動器并由TMC428進行控制的原理電路圖。
          

       由圖3可見,采用專用步進電機運動控制器和驅動電路組成的系統具有外圍電路簡單、系統抗干擾能力強和可靠性高等優點,可減少控制電路的開發成本。整個系統除了電源之外只有5個IC,因此,體積小,控制簡單,特別適用于3軸步時電機的驅動。實驗證明該驅動器控制的步時電機定位精度高,加、減速性能良好,同時,啟停、反轉性能也很優良。