Chipkit™电机屏蔽参考手册

3、修期:2013年4月16日

说明:本文档适用于单板的REV D。

ChipKit™电机屏蔽是用于Chipkit UNO32和Chipkit UC32的扩展板。它为UNO32和UC32提供了额外的电路和连接器，以驱动各种电机类型。

Chipkit电机屏蔽设计用于驱动DC电机，伺服电机和步进电机。它还通过I2C I / O扩展器提供额外的I / O.

功能包括：

• 两个直流电机驱动器通道，可通过JST 6引脚连接器或接线盒访问
• 两个直流电机编码器输入信号，每个直流电机通道
• 四个伺服电机通道
• I2C通用I/O扩展器，有4个led, 2个按钮和2个用户可设置跳线
• 一个4线单极步进电机通道
• 标准Chipkit屏蔽连接器

Chipkit电机屏蔽设计用于Chipkit UNO32或Chipkit UC32板。当与这些板一起使用时，微控制器和屏蔽提供必要的支撑硬件和连接器，以控制大多数类型的小型电机。其余部分仅引用UNO32;但是，屏蔽也可以与Chipkit UC32一起使用。

chipKIT电机屏蔽有以下连接器:

J1：直流电机驱动器的电源

该连接器为DC电机提供了DVR88333RTY电机驱动器的电源。电动机电压范围为2.7-10.8 V.

J3 & J6:直流电机6针JST连接器

这些连接为直流电机提供电源和反馈信号。引脚与Digilent直流齿轮电机兼容。

J5＆J7：直流电机端子块连接器

这些连接为大多数两根线DC电机提供电源引脚。

J2：DC电机驱动器禁用

短路这两个引脚（或驱动NS信号引脚低）将DC电机驱动器放入睡眠模式。这会禁用电机驱动器，从而降低功耗。此选项对于低功耗应用是有用的。

J4：直流电机驱动器故障指示灯

当在直流电机驱动器内检测到故障时，NF信号将被驱动为低电平。故障的可能原因包括过电流，过热和低电压。

J8＆J9：直流电机反馈信号标头

用于连接直流电动机反馈信号的标题。

J10：步进电机的电源

这个连接器为驱动步进电机提供动力。

J12＆J13：步进电机端子块连接器

这些接头用于驱动步进电机。

J14：伺服电机的电源

该连接器为驱动伺服电机提供外部电源。如果使用此标题卸下JP6以确保伺服电源不会短路到5伏UNO32电源。

J11和J15:数字信号直通连接器

该连接器将UNO32上的数字I / O引脚通到Chipkit电机屏蔽。

J21：I2C＃1菊花链连接器

这是一个2×4引脚标题连接器，可提供对I2C信号SDA和SCL的访问以及3.3V电源总线和地面的电源。这可用于扩展电路板的I2C总线并电源外部I2C设备。Digilent有电缆和选择可以使用此连接器访问的I2C外设模块。

模拟信号直通连接器

该连接器通过Chipkit电机屏蔽在UNO32上通过模拟输入引脚。

J22:电源直通连接器

该连接器通过Chipkit电机屏蔽通过UNO32通过电源连接器，并从UNO32中为Chipkit电机屏蔽供电。

电机屏蔽提供通过DRV883双H桥电机驱动器控制2个独立直流电动机的方法。电机驱动器必须通过J1供电，以便操作，2.7和10.8伏之间的电压是可接受的。每个通道由“启用”和“方向”信号控制。

可以使用JP1和JP2从通道1设置通道2，可以设置相同或独立的操作。

启用引脚上的PWM电平将调节电机的速度。方向引脚上的逻辑电平将确定所连接的直流电动机的电机旋转方向。Chipkit UNO32在DRV8833 H-Bridge引脚上使用多路分解器和下拉电阻，以确保H-Bridge仅在快速衰减模式下工作。表1列出了各种输入组合导致的电机响应。

DRV8833芯片在电机驱动电路上提供过流保护。每个内部驱动FET都独立监控过电流状态，并将在内部关闭以保护芯片。当检测到过电流条件时，芯片将通过故障关闭FET，然后将NFault引脚放置在芯片上的故障状态。剩下的FET将继续正常运行。当故障条件结束时，芯片将自动复位并将Nfault逻辑电平返回给逻辑高电平。（有关连接器描述，请参阅表2。）

连接器J3，J6，J8和J9上有两个Schmitt触发缓冲输入，可将电机速度反馈信号带到控制系统板上。数字电机和变速箱具有以正交编码器格式排列的霍尔效应传感器。这些缓冲液在3.3V时操作时具有5V容差输入。

正交编码器信号是一对方波，其频率与电动机转速成比例，并且脉冲90不相位。您可以通过两个信号之间的相位关系在频率和电机旋转方向上确定电机速度。

步进电机控制器具有4个输出信号。它由4个开漏晶体管放大器组成。

步进电机驱动器可以由VIN提供动力，或连接到J10的外部电源。如果连接外部电源，应拆除JP5以防止将步进电机电压短路向Chipkit板的输入电压。

电机屏蔽有4个伺服电机连接。它们可以从VCC5V0或连接到J14的外部电源供电。如果连接外部电源，则应移除JP6。电源的电压可以通过电阻分压器网络在模拟引脚A11上测量(详情请参阅原理图)。

集成电路间电路（I2C）接口提供了中速（100K或400K BPS）同步串行通信总线。I2C接口使用7位或10位设备寻址提供主设备和从属操作。每个设备被赋予唯一地址，协议提供将分组解决到特定设备或向总线上的所有设备广播分组的能力。有关配置和使用I2C接口的详细信息，请参阅Microchip PIC32MX3XX数据表和PIC32系列参考手册。

UNO32上的PIC32MX320微控制器为两个独立的I2C接口提供了两个独立的I2C接口。电机屏蔽设计用于提供对这些接口之一I2C＃1（SCL1，SDA1）的访问。通过标准ChipKit Wire库访问I2C＃1。连接器J21提供对I2C端口＃1的访问。

连接器J21可用于将电路板的I2C总线扩展到连接到外部I2C设备。这是一个标准的2×4引脚头连接器，带有0.100“间距引脚。它提供对I2C信号，SCL1和SDA1，加上VCC3V3和地面的访问。VCC3V3可用于电源外部I2C设备。

I2C总线使用开放收集器驱动程序允许多个设备驱动总线信号。这意味着必须提供上拉电阻以为信号提供逻辑高状态。电机屏蔽在I2C＃1上提供2.2kohm上拉电阻。

一般来说，公交车上只有一组引体向上。跳线JP7和JP8可以用来禁用在I2C #1上的板上引体向上，如果需要不同的值或总线上的一些其他设备提供引体向上，或如果I2C #1没有被使用，引体向上干扰引脚的使用。通过在JP7和JP8上安装短块，可以实现板上引体向上。移除短块将禁用引体向上。

DigIlent有几个可用的小型I / O模块，可以使用I2C连接器连接。这些包括3轴加速度计，4通道，12位A / D转换器，串行字符液晶显示器面板，3轴陀螺和实时时钟/日历。载体I / O扩展器也通过I2C＃1控制。

电机屏蔽包含I / O扩展器模块，可访问4个LED，2个按钮和2个跳线交换机。I / O扩展器通过I2C＃1控制。可以使用电机屏蔽MPIDE库轻松控制输出。

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