DRV8803/04/05/06评估模块使用指南

一、引言

在电机驱动领域，德州仪器（Texas Instruments）的DRV8803/04/05/06系列芯片备受关注。为了帮助工程师更好地评估和使用这些芯片，TI提供了相应的评估模块（EVM）。本文将详细介绍DRV8803/04/05/06评估模块的硬件组成、GUI软件安装以及Windows应用程序的使用，希望能为工程师们在实际项目中提供参考。

文件下载：DRV8806EVM.pdf

二、PCB硬件介绍

2.1 测试点

DRV88xx设备的每个引脚都引出到测试点，丝印上的标签标识了每个信号。这些是开尔文连接，不用于驱动大电流，可作为检测线使用。对于根据不同设备而改变功能的引脚，提供了相应的表格来明确其功能。

2.2 连接器

• 电源连接器：DRV88xx客户EVM通过端子块（J6）和插针（J7）提供对VM（电机电压）电源轨的访问。板顶部与端子块并联的一组测试夹可用于监测输入电源轨。端子连接的极性在丝印上有标注，用户必须使用正确的极性为EVM供电，并根据数据手册推荐的参数施加VM。
• 控制信号连接器：J12插针引出了IC的所有控制信号。对于具有多种功能的引脚，表格中标注了各种功能。当使用板载MCU驱动信号时，这些引脚可用于监测信号；用户也可通过该插针施加外部信号，此时需移除MCU_PWR跳线以关闭板载MCU，避免信号冲突。若仅部分信号由外部驱动，可拆除相应电阻R12 - R18。

2.3 跳线/电阻

• nFault：在nFault（JP5）处添加跳线，出现故障时LED（D4）会亮起。即使不添加跳线，也可通过两个插针（JP5或JP12）监测nFault的电压。
• LDO电源：板上有一个LDO（TPS7A4001DGNT），可将VM电压调节至3.3V。该电压（VDD）用于为板载MCU（MSP430F2617）供电，也是nFault引脚的上拉电压。若不添加LDO电源（JP6）的跳线，板载MCU将不再供电，用户需使用外部MCU驱动，并提供VDD以实现nFault LED功能。
• MCU_PWR：在MCU_PWR（JP4）处添加跳线可启用EVM上的MSP430和逻辑电路。若不添加跳线，用户需使用外部MCU或向信号插针（J12）施加信号。无论是否添加跳线，nFault仍会接收VDD（3.3V）。添加跳线后，MCU - RST可作为MCU的手动复位按钮。
• 电阻：R8、R9、R10、R11用于识别EVM上实现的设备（DRV8803、04、05或06），MCU根据这些电阻启动。不过，也可使用GUI选择EVM上的设备。

2.4 电机输出

连接双极步进电机到EVM有两种方式：五针插针（J8）和五位端子块（J9）。连接直流电机的最佳方式是使用两针插针（J1/J2/J3/J4）。不建议将电机连接到测试夹，因为它们是开尔文连接，不适合大电流输出。所有引脚在丝印上都有清晰标注。

三、GUI软件安装

3.1 系统要求

• 支持的操作系统：Windows 7（32位、64位），窗口文本大小应为Smaller - 100%（默认）。
• 推荐RAM：4GB或更高。
• 推荐CPU运行速度：3.3GHz或更高。

3.2 安装步骤

1. 双击Setup_DRV8803/04/05/06_EVM.exe。
2. 点击“Next”进行安装初始化。
3. 仔细阅读许可协议，选择“I Accept the Agreement”并点击“Next”。
4. 阅读National Instruments的许可协议，选择“I Accept the License Agreement”并点击“Next”。
5. 设置GUI安装的默认目录，建议保持默认值。
6. 选择要安装的组件，LabVIEW RTE组件会检查PC上是否已安装LabVIEW RTE 2014。
7. 若选择安装LabVIEW RTE，需配置代理设置，然后点击“Next”继续安装。
8. 点击“Next”开始安装。
9. 若选择安装LabVIEW RTE 2014，将进行下载和静默安装。
10. 下载完成后，LabVIEW开始自解压。
11. 初始化LabVIEW RTE安装。
12. 显示LabVIEW RTE安装进度。
13. 安装完LabVIEW RTE 2014后，安装Setup_DRV8803/04/05/06_EVM GUI组件。
14. 安装FTDI驱动，点击“Extract”继续。
15. 点击“Next”进行驱动安装。
16. 阅读FTDI驱动许可协议，选择“I Accept this Agreement”并点击“Next”。
17. 点击“Finish”完成驱动安装。
18. 点击“Finish”完成DRV8803/04/05/06 EVM GUI安装。
19. 阅读说明窗口，注意DRV8803/04/05/06 EVM GUI需要安装LabVIEW Run - Time Engine 2014才能运行，且不兼容其他版本。

四、Windows应用程序

4.1 各芯片标签页

• DRV8803：包含设备图、引脚控制和控制信号信息，如nENBL、RESET、IN1 - IN4等，还有相应的控制按钮和PWM、占空比设置框。步进控制通过电机控制、速度控制和加速度控制组框实现。
• DRV8804：包含设备图、nENBL和RESET控制信号信息及相应按钮。步进控制与DRV8803类似，还包含SPI包控制。
• DRV8805：包含设备图、nENBL、RESET、SM1、SM0、DIR和STEP控制信号信息及相应控制。步进控制同样包括电机控制、速度控制和加速度控制，还有SM1和SM0引脚功能的查找表。
• DRV8806：包含设备图和控制信号信息，点击nENBL和RESET可切换控制信号状态。还包含SPI包装控制和故障诊断信息。

4.2 GUI描述/功能

• 菜单栏：提供COM端口操作选项和查看芯片功能框图的选项。
  • File：“Exit”可终止应用程序。
  • View：“Schematic”可查看不同设备的原理图。
  • Debug：可选择模拟模式或连接模式，还可记录用户活动。
  • Help：“About”可查看GUI的名称、版本、支持的操作系统和版权信息。

4.3 DRV880x GPIO控制信号

应用程序与接口板通信后，可通过点击引脚来驱动控制信号，绿色表示高电平，红色表示低电平，橙色表示开路，灰色表示非控制引脚。不同芯片的控制信号功能有所不同，如nENBL控制芯片的启用和禁用，Reset用于复位芯片等。

4.4 PWM控制

DRV8803可用于控制直流电机速度，通过滑块应用PWM到每个输入。PWM滑块为8位数字，范围从0到255，MSP430将其转换为相应的占空比。PWM频率约为31.25KHz。滑块移动时，占空比指示器会相应更新；设置占空比时，滑块位置也会更新。

4.5 电机控制

应用程序与MSP430F2617微控制器配合，利用定时器协调发送到设备的步进速率。可实现加速和减速曲线，加速和减速由相同的参数“Acceleration Rate”和“Time Base”控制。电机启动时，控制器会加速电机以达到指定的每秒脉冲数；停止时则相反。

4.6 速度控制

速度可通过滑块或每秒步数框设置，两者会自动更新。点击“Start Steps”按钮，电机将以指定速率步进，点击“Stepping (Pause Steps)”按钮可停止步进。

4.7 加速度控制

加速度控制的滑块和数字框会自动更新对方的值。电机启动时，控制器会加速电机以达到指定的每秒步数；停止时则相反。加速度曲线会在滑块或数字框改变时自动更新。

4.8 诊断输出

DRV8806在每次SPI事务中会返回数据，包含每个输出是否出现故障的信息。故障表现为SPI数据包中的逻辑高电平（绿色），无故障为低电平（红色）。

4.9 使用外部信号控制EVM

若用户希望使用自己的外部信号或MCU运行IC，只需通过EVM上的跳线JP4关闭MCU电源，即可使用J12插针控制输入信号。用户可拆除电阻R12 - 18以获得更好的性能，但拆除后将无法使用板载MCU。

五、总结

DRV8803/04/05/06评估模块为工程师提供了一个方便的平台来评估和测试这些电机驱动芯片。通过详细了解其硬件组成、软件安装和应用程序的使用，工程师们可以更好地将这些芯片应用到实际项目中。在使用过程中，大家是否遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享交流。