DRV84xx EVM GUI 用户指南：助力步进电机驱动评估

在步进电机驱动的设计与评估中，DRV84xx EVM 及其配套的 GUI 应用程序为工程师们提供了强大而便捷的工具。本文将详细介绍 DRV84xx EVM GUI 的相关内容，帮助大家更好地使用这一工具进行步进电机驱动的评估与开发。

文件下载：DRV8424EVM.pdf

一、概述

DRV84xx EVM 是一个用于支持 DRV84xx 步进驱动应用原型设计和评估的平台。DRV84xx 是一款中压双 H 桥驱动芯片，可驱动单个双极步进电机，微步设置范围从整步到 1/256 分辨率，并且具有内部调节的微步水平，还提供了多种可编程的衰减设置。

EVM 使用 MSP430™ 微控制器和 USB 接口芯片来管理与安装在 Windows® PC 上的 GUI 软件应用程序的通信。GUI 通过向 MSP430 发送串行命令来控制设备信号、监控故障、读写 SPI 寄存器，并以所需速率发出步进命令来驱动步进电机。

二、硬件和软件设置

评估 DRV84xx 需要以下硬件（HW）和软件（SW）工具：

1. DRV84xx EVM
2. 步进电机
3. 4.5 至 48 V 的电压供应

本文仅描述 DRV84xx EVM GUI 的安装和使用，硬件连接的更多详细信息请参考 DRV84xx EVM 用户指南。

三、GUI 应用程序

3.1 安装（仅适用于桌面版本）

1. 下载可安装的 DRV84xx_1.0.0_installer_win.zip 文件。
2. 解压该压缩文件。
3. 双击安装程序以安装 GUI 应用程序。首次安装时，安装程序会提示安装 Cloud Agent，请进行安装。在安装过程中，客户公司的防火墙可能会阻止 GUI 编辑器运行时安装的“从网站下载”选项，此时请从链接：https://software-dl.ti.com/ccs/nonesd/gui_composer/runtime/gcruntime-7.4.1-windows-installer.exe 下载 GUI 运行时 v7.4.1，并保存到本地硬盘，然后使用“从文件安装”选项安装 GUI 编辑器运行时。

3.2 开始使用 DRV84xx EVM GUI

DRV84xx EVM GUI 和 DRV84xx EVM 允许用户配置步进电机驱动所需的各种设置，如调整电机速度、控制方向、控制步进运动、配置各种设备设置以及监控设备状态。开始使用 GUI 的步骤如下：

1. 将步进电机连接到 EVM。
2. 将微型 USB 电缆插入 PC。
3. 启用电机电源。硬件连接的更多详细信息请参考 DRV84xx EVM 用户指南。
4. 点击桌面或开始菜单中的 DRV84xx EVM GUI 快捷方式以运行 GUI 应用程序。

3.3 使用 DRV84xx EVM GUI

打开 DRV84xx GUI 后，会显示 GUI 着陆页。点击着陆页上的 DRV84xxP 设备后，将显示 DRV84xxP GUI 主页。应用程序会尝试与连接的设备建立通信，屏幕底部的硬件连接状态窗格会显示相应信息。如果连接成功，会显示“COMxx:9600 Connected to Target”消息；如果连接失败，会显示“Hardware Not Connected”；如果未连接 EVM 就打开 GUI，会显示“Error: no serial ports found”。

如果连接了多个 DRV84xx EVM 板，第一个匹配的设备将自动连接。要切换到另一个 EVM，可以按以下步骤操作：

1. 点击“Options -> Serial Port”，会弹出一个串口配置窗口。
2. 选择合适的端口和波特率。
3. 点击“OK”。

连接正确的设备后，主页会显示带有绿色复选标记的“Device Connected”消息。点击“Stepper Motor”按钮可打开步进控制页面。

3.3.1 步进控制页面

该页面包含各种控件，可用于使驱动器进入睡眠/唤醒状态、设置过流保护锁存设置，并通过配置各种参数（如满量程电流、步进模式、方向等）来控制步进电机。将鼠标悬停在控件右侧的“(?)”图标上，可显示该控件的简要说明。

3.3.1.1 步进控制模式

GUI 允许用户以两种模式控制步进运动曲线：速度模式和步进模式。可以使用屏幕顶部的切换按钮在两种模式之间切换。

• 速度模式：允许用户以所需速度连续旋转步进电机。用户可以配置起始速度、停止速度、加速度率和目标速度。只有当“Motor Driver”控件启用时，步进控制才会启用；只有当“Driver Outputs”控件启用（例如，ENABLE 引脚设置为高电平）时，“Start Steps”按钮才会启用。点击“Start Steps”按钮后，电机将以起始速度开始旋转，并根据配置的加速度率加速到目标速度。加速度曲线在微控制器固件中接受起始速度 PPS 信号和目标速度 PPS 信号作为时钟周期数。点击“Stop Steps”按钮后，电机将以配置的“Acceleration Rate”开始减速，直到达到停止速度并最终停止。配置情况可通过 GUI 屏幕上的嵌入式图形直观显示。
• 步进模式：允许用户使步进电机移动配置的步数。与速度模式类似，只有当“Motor Driver”控件启用时，步进控制才会启用；只有当“Driver Outputs”控件启用时，“Start Steps”按钮才会启用。点击“Start Steps”按钮后，电机将以起始速度开始旋转，并以配置的速率加速，直到达到指定的步数后停止。加速度和减速度曲线的工作方式与速度模式类似，但减速程序的开始和电机停止是“Steps to Stop”和减速度率参数的函数。如果启用了“Reciprocate”按钮，步进电机将移动设定的步数，然后反转方向，持续进行此操作，直到点击“Stop Steps”按钮。

3.3.2 衰减模式

衰减指的是在关断时间内，驱动电流在 H 桥 FET 中如何再循环。用户可以使用 GUI 配置衰减模式，并在该部分配置衰减模式和适当的 TOFF 值，配置情况可通过图形直观显示。有关不同衰减模式的信息，请参考 DRV84xx 步进电机驱动数据手册。

3.3.3 故障监控

屏幕右侧的故障监控部分允许用户监控故障。LED 保持绿色表示“无故障”，LED 变红表示发生了故障。

3.3.4 使用侧边栏菜单

可以使用左窗格中的侧边栏菜单随时导航到不同的页面。点击 GUI 左上角的汉堡按钮可展开侧边栏菜单，侧边栏菜单中显示的页面包括“Home”和“Stepper motor control”。

3.3.5 菜单栏选项

GUI 顶部的菜单栏提供了以下菜单：

• 文件菜单：包含“Program Device”（用户可以通过点击此选项将固件 (.out) 文件加载到设备上，要使固件加载正常工作，需要将 MSP430 FET 插入 EVM 板上的 J2 连接器）和“Load/Save Registers”（用户可以保存（和加载）寄存器的特定配置，这在用户需要在电源循环后重新配置寄存器时节省时间）选项。
• 选项菜单：提供配置串口通信设置的选项。
• 帮助菜单：包含查看 Readme 文件和关于部分的选项，关于部分显示安装的软件信息，包括应用程序版本。

通过以上对 DRV84xx EVM GUI 的详细介绍，相信大家对如何使用这一工具进行步进电机驱动的评估有了更清晰的认识。在实际应用中，大家可以根据具体需求灵活运用这些功能，提高设计效率和质量。你在使用 DRV84xx EVM GUI 过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。