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DS6582 dSPIN fully integrated microstepping motor driver with motion engine and SPI.pdf

DS6582 dSPIN fully integrated m…

上传者: mzh6000 2014-03-28 评分1 评论0 下载0 收藏10 阅读量517 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《DS6582 dSPIN fully integrated microstepping motor driver with motion engine and SPIpdf》,可适用于电子通讯领域,主题内容包含ThisisinformationonaproductinfullproductionDecemberDocIDRevLdSPINfullyinte符等。

This is information on a product in full production. December 2012 Doc ID16737 Rev 5 1/70 70 L6470 dSPIN fully integrated microstepping motor driver with motion engine and SPI Datasheet production data Features Operating voltage: 8 - 45 V 7.0 A out peak current (3.0 A r.m.s.) Low RDS(on) Power MOSFETs Programmable speed profile and positioning Programmable power MOS slew rate Up to 1/128 microstepping Sensorless stall detection SPI interface Low quiescent and standby currents Programmable non-dissipative overcurrent protection on high and low-side Two-levels of overtemperature protection Applications Bipolar stepper motors Description The L6470, realized in analog mixed signal technology, is an advanced fully integrated solution suitable for driving two-phase bipolar stepper motors with microstepping. It integrates a dual low RDS(on) DMOS full-bridge with all of the power switches equipped with an accurate on- chip current sensing circuitry suitable for non- dissipative current control and overcurrent protection. Thanks to a unique control system, a true 1/128 steps resolution is achieved. The digital control core can generate user defined motion profiles with acceleration, deceleration, speed or target position, easily programmed through a dedicated registers set. All commands and data registers, including those used to set analogue values (i.e. current control value, current protection trip point, deadtime, PWM frequency, etc.) are sent through a standard 5- Mbit/s SPI. A very rich set of protections (thermal, low bus voltage, overcurrent, motor stall) allows the design of a fully protected application, as required by the most demanding motor control applications. HTSSOP28POWERSO36 Table 1. Device summary Order codes Package Packaging L6470H HTSSOP28 Tube L6470HTR HTSSOP28 Tape and reel L6470PD POWERSO36 Tube L6470PDTR POWERSO36 Tape and reel www.st.com Contents L6470 2/70 Doc ID16737 Rev 5 Contents 1 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 Electrical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2 Recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.3 Thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4 Pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.1 Pin list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5 Typical applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6 Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.1 Device power-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.2 Logic I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.3 Charge pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.4 Microstepping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.4.1 Automatic full-step mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.5 Absolute position counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.6 Programmable speed profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.6.1 Infinite acceleration/deceleration mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.7 Motor control commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.7.1 Constant speed commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.7.2 Positioning commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 6.7.3 Motion commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 6.7.4 Stop commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 6.7.5 Step-clock mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 6.7.6 GoUntil and ReleaseSW commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 6.8 Internal oscillator and oscillator driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 6.8.1 Internal oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 6.8.2 External clock source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 L6470 Contents Doc ID16737 Rev 5 3/70 6.9 Overcurrent detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 6.10 Undervoltage lockout (UVLO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 6.11 Thermal warning and thermal shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 6.12 Reset and standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 6.13 External switch (SW pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 6.14 Programmable DMOS slew rate, deadtime and blanking time . . . . . . . . . 31 6.15 Integrated analog-to-digital converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 6.16 Internal voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 6.17 BUSY\SYNC pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6.17.1 BUSY operation mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6.17.2 SYNC operation mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6.18 FLAG pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 7 Phase current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7.1 PWM sinewave generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7.2 Sensorless stall detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 7.3 Low speed optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 7.4 BEMF compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 7.5 Motor supply voltage compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 7.6 Winding resistance thermal drift compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 8 Serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 9 Programming manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 9.1 Registers and flags description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 9.1.1 ABS_POS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 9.1.2 EL_POS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 9.1.3 MARK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 9.1.4 SPEED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 9.1.5 ACC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 9.1.6 DEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 9.1.7 MAX_SPEED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.1.8 MIN_SPEED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.1.9 FS_SPD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.1.10 KVAL_HOLD, KVAL_RUN, KVAL_ACC and KVAL_DEC . . . . . . . . . . . . 44 Contents L6470 4/70 Doc ID16737 Rev 5 9.1.11 INT_SPEED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.1.12 ST_SLP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.1.13 FN_SLP_ACC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.1.14 FN_SLP_DEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.1.15 K_THERM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.1.16 ADC_OUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 9.1.17 OCD_TH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 9.1.18 STALL_TH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 9.1.19 STEP_MODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 9.1.20 ALARM_EN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 9.1.21 CONFIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 9.1.22 STATUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 9.2 Application commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 9.2.1 Command management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 9.2.2 Nop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 9.2.3 SetParam (PARAM, VALUE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 9.2.4 GetParam (PARAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.2.5 Run (DIR, SPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.2.6 StepClock (DIR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.2.7 Move (DIR, N_STEP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.2.8 GoTo (ABS_POS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 9.2.9 GoTo_DIR (DIR, ABS_POS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 9.2.10 GoUntil (ACT, DIR, SPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 9.2.11 ReleaseSW (ACT, DIR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 9.2.12 GoHome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 9.2.13 GoMark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 9.2.14 ResetPos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 9.2.15 ResetDevice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 9.2.16 SoftStop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 9.2.17 HardStop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 9.2.18 SoftHiZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 9.2.19 HardHiZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 9.2.20 GetStatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 10 Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 11 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 L6470 List of tables Doc ID16737 Rev 5 5/70 List of tables Table 1. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Table 2. Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Table 3. Recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Table 4. Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Table 5. Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Table 6. Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Table 7. Typical application values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Table 8. CL values according to external oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Table 9. Register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Table 10. EL_POS register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Table 11. MIN_SPEED register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Table 12. Voltage amplitude regulation registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Table 13. Winding resistance thermal drift compensation coefficient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Table 14. ADC_OUT value and motor supply voltage compensation feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Table 15. Overcurrent detection threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Table 16. Stall detection threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 17. STEP_MODE register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 18. Step mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 19. SYNC output frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Table 20. SYNC signal source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Table 21. ALARM_EN register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Table 22. CONFIG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Table 23. Oscillator management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Table 24. External switch hard stop interrupt mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Table 25. Overcurrent event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Table 26. Programmable power bridge output slew rate values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 27. Motor supply voltage compensation enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 28. PWM frequency: integer division factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 29. PWM frequency: multiplication factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 30. Available PWM frequencies [kHz]: 8-MHz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 31. Available PWM frequencies [kHz]: 16-MHz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 32. Available PWM frequencies [kHz]: 24-MHz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Table 33. Available PWM frequencies [kHz]: 32-MHz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Table 34. STATUS register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Table 35. STATUS register DIR bit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Table 36. STATUS register MOT_STATE bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Table 37. Application commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Table 38. Nop command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Table 39. SetParam command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Table 40. GetParam command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Table 41. Run command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Table 42. Stepclock command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Table 43. Move command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Table 44. GoTo command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Table 45. GoTo_DIR command structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Table 46. GoUntil command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 47. ReleaseSW command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 48. GoHome command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 List of tables L6470 6/70 Doc ID16737 Rev 5 Table 49. GoMark command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Table 50. ResetPos command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Table 51. ResetDevice command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Table 52. SoftStop command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Table 53. HardStop command structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Table 54. SoftHiZ command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Table 55. HardHiZ command structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Table 56. GetStatus command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

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