Individální projekty MPOA

Pomocí vývojové desky 32F429IDISCOVERY ovládejte s využitím SPI komunikace řidič krokového motoru NCV70514. Vyčtené údaje z obvodu využijte k řízení motoru a přepošlete do počítače.

Hlavním tématem tohoto projekt je integrovaný obvod NCV70514. Jedná se o inteligentní budič krokových motorů pro automobilový průmysl, strojírenství, zdravotnictví a lodní dopravu. Obvod NCV70514, byl navržen s velkým důrazem na integritu a zároveň širokou možnost přizpůsobení dle požadavků řešení. Proto se v čipu nachází všechny důležité části pro obsluhu krokových motorů. Komunikaci zajišťuje digitální část obvodu, která se taky stará o sběr informací z ostatních funkčních bloků. Nastavování a získávání parametrů probíhá prostřednictvím sběrnice SPI a několika signálních pinů. Získané informace jsou zpracovávány a dle výsledků ovládané výstupní periferie. Součásti výstupních periférií je výkonová část skládající se ze dvou H-můstků. Díky tomuto uspořádání, zapojení integrovaného obvodu vyžaduje minimum externích součástek. K napájení obvodu je použito napětí 12V. Některé části obvodu vyžadují napájení 3,3 V. To je vyřešeno pomocí integrovaného zdroje. Napětí 3,3V je používáno pro napájení digitální části.

Obvod obsahuje několik pokročilých funkčních bloků, mezi ně patří výstupní dvojice H-můstek, snímače proudu, detektory podpětí a pohybu motoru, autodiagnostika. Hlavní část na kterou se podíváme je způsob komunikace pomocí směrnice SPI a několika řídících pinů.

V obvodu NCV70514 se nachází paměť o celkové kapacitě (velikosti) 18 bajtů. Ta je rozdělena na řídící část a stavovou část. V řídící části najdeme registry, které nastavují parametry pro funkční bloky. Protože hodnotu jednotlivých bitů, může měnit i samotný stav obvodu, má uživatel možnost do této části paměti jak zapisovat tak i číst. Ve stavové části paměti se nachází informace o stavu obvodu, zároveň se zde nacházejí výstupní hodnoty z jednotlivých funkčních bloků. Z této oblasti má uživatel právo pouze číst.

Komunikace s obvodem NCV70514 probíhá pomocí protokolu o velikosti dvou bajtů. V prvním bajtu se nachází informace o adresách, do kterých chceme zapisovat, případně číst. Ve druhém bajtu je uložena hodnota, kterou chceme uložit do řídící části. Během tohoto přenosu nám obvod posílá nazpět také dvojici bajtů. Hodnoty v těchto dvou bajtech, odpovídají hodnotám ze dvou adres, o které jsme žádali v předchozí komunikaci s obvodem, případně jsme do ní zapisovali

K ověření komunikace jsem si navrhnul a postavil přípravek, který vidíte na obrázku níže. Na obrázcích vidíte samotné zapojení propojovací desky, která i obsahuje napájecí zdroj a voltmetr. Blokové schéma samotného přípravku pak vidíte na prostředním obrázku. Jako mikrokotrolér jsem vybral STM32F429 na demoboardu DISCOVERY. Jeho zapojení a popis od výrobce najdete v Datasheetu.

Ke způsobu komunikace s mikrokontrolérem jsem využil virtuální COM port vytvořený v programu STMCubeMX. K jeho rozchození je nutné si nainstalovat ovladače od výrobce a v souboru startup_stm34f429xx.s upravit údaj Heap_Size na 400.

V počítači jsem si vytvořil program na pro, kde je možné řídit komunikaci a zobrazit údaje v jednotlivých registrech. Jeho fotku a část výpisu kódu vidíme níže.

function Button_step1_Callback(hObject, eventdata, handles)
global s %global seriovka
 
if (get(handles.Button_step1,'value'))
    fprintf(s,'STEP1_SET');
else
    fprintf(s,'STEP1_CLR');
end
 
function Button_rhb_Callback(hObject, eventdata, handles)
 
if (get(handles.Button_rhb,'value'))
    fprintf(s,'RHB_SET');
else
    fprintf(s,'RHB_CLR');
end
 
 
function Button_send_Callback(hObject, eventdata, handles)
 
global s
text1=get(handles.edit_ACR1,'string'); % vyčtení hodnoty adresy pro data
disp(text1(1:3));                         
Data_Adress=AdressHex(text1(1:3));       %volani fnc pro prevod adress
text2=get(handles.edit_ACR2,'string'); % vyčtení hodnoty adresy pro čteni
disp(text2(1:3));     
Read_Adress=AdressHex(text2(1:3));       %Volani fnc pro prevod adress
Data_Value = str2double(get(handles.edit_data,'String')); 
Adress=((Data_Adress*16)+Read_Adress);
%disp([Adress,Data_Value])
fprintf(s,[Adress,Data_Value]);
Data_In = fscanf(s,'',2); % nacteni dvou hodnot
disp(Data_In)
 
Table_temp=get(handles.Table1,'data');
Temp1=rot90(de2bi(Data_In(1),8)); % ohlasi chybu pokud nedojdou data, nutno 8 pozic jinak nefunguje pridani do tabulky
Temp2=rot90(de2bi(Data_In(2),8)); % ohlasi chybu pokud nedojdou data, de2bi vyrvari sloupec->rot90 do rady
disp(Temp1);
disp(Temp2);
Table_temp(Data_Adress)=Temp1;
Table_temp(Read_Adress)=Temp2;
set(handles.Table1,'data',Table_temp);

int i = 0;
 
		USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceHS, &buff_RX[0]);
    USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceHS);
 
		if (buff_RX[5]==0) //rozdeleni mezi COMMAND a daty do NCV70514
	{	
		for (i = 0; i < 4; i++){
    buff_TX[i] = buff_RX[i]; //nacteni poslanych dat do echa
		TX[i] = buff_RX[i];}		 //nacteni dat do TX_SPI
	}
		else
	{
		for (i = 0; 0!=buff_RX[0]; i++)
			{
				COMMAND[i]=buff_RX[i];
			}
	}

	uint8_t TX[4];
	uint8_t RX[4];
	uint8_t buff_RX[256];
        uint8_t buff_TX[256];
	char COMMAND[50];
 
	int i = 0;
 
int main(void)
{
 
  SystemClock_Config();
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_SPI4_Init();
  MX_TIM2_Init();
  MX_USB_DEVICE_Init();
 
 
			while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)==0); //cekani na stisk tlacitka
			while(HAL_GPIO_ReadPin (GPIOA, GPIO_PIN_0));
			HAL_GPIO_TogglePin (GPIOG, GPIO_PIN_14);
 
  while (1)
  {
	 ////////////////////////////////////////////////////
	 /*	            Obsluha Comand                 */
	 ////////////////////////////////////////////////////
    if (strcmp(COMMAND, "KROK_SET") == 0) 
		{ 	
		  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);			
		}
		else if (strcmp(COMMAND, "KROK_CLR") == 0) 
		{ 	
		  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);			
		}
		else if (strcmp(COMMAND, "SMER_SET") == 0) 
		{ 	
		  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);			
		}
		else if (strcmp(COMMAND, "SMER_CLR") == 0) 
		{ 	
		  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);			
		}
		else if (strcmp(COMMAND, "STEP0_SET") == 0) 
		{ 	
		  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);			
		}
		else if (strcmp(COMMAND, "STEP0_CLR") == 0) 
		{ 	
		  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);			
		}
		else if (strcmp(COMMAND, "STEP1_SET") == 0) 
		{ 	
		  HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);			
		}
		else if (strcmp(COMMAND, "STEP1_CLR") == 0) 
		{ 	
		  HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);			
		}
		else if (strcmp(COMMAND, "RHB_SET") == 0) 
		{ 	
		  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);			
		}
		else if (strcmp(COMMAND, "RHB_CLR") == 0) 
		{ 	
		  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);			
		}
		else for (i=0;i<50;i++){COMMAND[i]=0;} //Vymazani pameti
 
	 ////////////////////////////////////////////////////
	 /*	  	    Obsluha Data                   */
	 ////////////////////////////////////////////////////
 
		if (TX[0]!=0)
		{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);
		HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi4,&TX[0],&RX[0],2,20);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);
 
 
		HAL_GPIO_TogglePin (GPIOG, GPIO_PIN_13);			
 
 
		USBD_CDC_SetTxBuffer(&hUsbDeviceHS, &RX[0], 2);
                USBD_CDC_TransmitPacket(&hUsbDeviceHS);
 
		for (i = 0; i < 4; i++){
                RX[i] = 0;
		TX[i] = 0;}
		}
  }
 
}