DRV8884评估模块（EVM）用户指南解读

在电子工程师的日常工作中，评估模块是我们了解和测试新器件的重要工具。今天，我们就来详细解读一下德州仪器（TI）的DRV8884评估模块（EVM），看看它能为我们带来哪些便利和帮助。

文件下载：DRV8884EVM.pdf

一、引言

DRV8884客户EVM是以DRV8884为核心构建的平台。DRV8884是一款中压双H桥驱动器和高度可配置的功率级器件，它经过优化，能够驱动单极双极步进电机，内部可生成多达16级的微步进。EVM板上集成了MSP430微控制器和USB接口芯片，通过USB芯片，我们可以在PC上使用Windows应用程序发送串行命令，从而控制器件的各个信号，以所需的速率驱动步进电机。微控制器固件采用内部索引模式运行。

由于暂时无法查询到DRV8884评估模块的应用场景相关内容，我们继续深入了解其硬件和操作相关知识。

二、硬件连接与配置

（一）连接器

DRV8884EVM通过端子块（J1）提供电机电压（VM）电源轨的接入，与端子块并联的一组测试夹可用于监测输入电源轨。需要注意的是，微控制器的VDD由微型USB连接器提供。用户必须根据数据手册推荐的参数施加VM电压。

（二）测试点

0.100英寸间距的插头连接器（J4）可用于在使用不同微控制器时访问每个设备信号。若要断开内部MSP430微控制器，需移除电阻R3、R4、R5、R6和电阻排R7。表1详细描述了J4插头上可用的连接，每个插头引脚在评估模块上都有标记，并连接到DRV8884的同名引脚。

HEADER LABEL	DESCRIPTION
V3P3R	3.3 V after 0- Ω resistor
nFAULT	Fault output
nSLEEP	Sleep mode input
RREF_R	Chopping current selection
DIR	DIR, direction input
ENABLE	ENABLE, stepper motor enable
STEP	STEP, step input
USM0	M0, step mode
USM1	M1, step mode
TORQUE	TRQ, Output current scale
DECAY_R	Decay Mode select after 0- Ω resistor
DVDD	Internal supply voltage to set DAC voltage
GND	Ground

（三）跳线

DRV8884EVM上没有跳线。

（四）电机输出

提供了两个电机连接器J2和J3，用于连接步进电机。

三、EVM的操作步骤

（一）安装驱动和GUI

具体安装步骤可参考附录A。安装FTDI驱动时，多数情况下将EVM连接到计算机可自动安装，若需要手动安装，可从软件文件中下载并解压，根据不同的Windows系统版本进行相应操作。安装GUI时，需找到Application文件夹中的DRV8884EVM_installer.zip文件，解压后双击其中的GUIComposerApp-v1.setup-win_2.0.3.exe文件，按照安装向导的提示完成安装。

（二）连接电机和电源

将步进电机的电线连接到端子AOUT1、AOUT2、BOUT1和BOUT2，连接VM电源，但此时不要施加电源。

（三）连接USB

将USB电缆连接到PC和EVM之间，连接后状态LED将开始闪烁。

（四）打开GUI

可在开始菜单的Texas Instruments ￫DRV8884EVM ￫ DRV8884EVM vX.Y（X和Y为版本号）中找到GUI，也可双击快捷方式打开。若连接未建立，可在Options菜单下选择COM端口，波特率为9600。

（五）施加电压

向VM和GND连接施加8至37 V的所需电压。

（六）配置参数

根据需要配置电流设置、步进模式、衰减模式和扭矩。电流可通过VREF滑块、感测电阻值、扭矩设置和步进模式设置使用公式[I_{FS }=1 Aleft(frac{1.232- VRREF_R }{1.232}right) × TORQUE × StepModifier]计算，其中StepModifier对于整步为0.71，对于其他步进模式设置为1.0。

（七）唤醒和启用设备

设置好DRV8884的控制信号后，需要同时选择WAKE和ENABLE切换按钮来启用DRV8884。当按钮被切换时，WAKE或ENABLE会从红色变为绿色。WAKE按钮控制nSLEEP引脚，用于唤醒DRV8884；ENABLE按钮控制ENABLE引脚，用于启用DRV8884的输出。在两个按钮都被激活之前，会显示“Both WAKE and ENABLE must be Green to enable the motor control buttons”的消息，激活后该消息消失，Start/Stop和Move Steps切换按钮可用。若在电机运行期间选择WAKE或ENABLE按钮，电机将立即停止，微控制器的STEP控制信号将被重置。

（八）控制电机

DRV8884 EVM唤醒后，可通过选择Start/Stop Steps、Move # of Steps或Reciprocate来控制电机转动。

• Start/Stop Steps：用于无限期运行电机，电机将加速到目标速度并持续运行，直到再次选择该按钮。选择后，红色按钮变为绿色，Move Steps和Reciprocate切换按钮将被禁用。
• Move Steps：用于精确移动指定数量的步数。选择后，Move Steps变为绿色，Start/Stop Steps和Reciprocate切换按钮被禁用，直到步数完成。
• Reciprocate：是Move Steps的特殊情况。选择后，电机将按控制输入最初设置的方向前进指定数量的步数，短暂停顿后，再向相反方向前进相同数量的步数，此序列将重复，直到再次选择该按钮。选择后，Reciprocate变为绿色，Start/Stop Steps和Move # of Steps按钮被禁用，直到按钮恢复红色且步数完成。

作为额外的预防措施，可通过选择WAKE或ENABLE按钮停止电机。选择后，STEP命令将停止，电机控制按钮将被禁用。若要重新启用电机控制，需将WAKE和ENABLE按钮设置为绿色。

四、运动控制框架

（一）概述

GUI中的运动控制框架提供了一系列有用的步进控制算法，可帮助我们确定在不同速度运行和施加保持扭矩时的最佳电流设置。电机运动通过加速度曲线实现，内部8-MHz定时器用于测量时间并及时生成步数。GUI将信息以PPS形式发送给微控制器，微控制器将其转换为定时器生成准确STEP脉冲定时所需的相应时钟周期。

（二）Start/Stop Steps

加速度曲线在微控制器内编码，接受起始速度PPS和目标速度PPS作为时钟周期数。当发出启动命令时，PWM定时器以起始速度PPS参数指定的速率生成步数。加速或减速时，PPS每32 ms根据PPSPS / 32 ms的整数值进行调整，若PPSPS不为零，最小值为1。步速率将按计算值增加，直到达到目标速度。若起始速度大于或等于目标速度，加速度率将设置为0，直到电机停止并输入新的起始和目标速度。TI建议将起始速度设置为目标速度的一半以避免这种情况。当达到目标速度PPS时，加速度曲线结束，电机继续运行，直到发出停止命令。停止时，控制器将以相反的方式减速，直到达到停止速度PPS，电机完全停止。

（三）Move Steps

使用Move Steps功能移动步进电机指定数量的步数时，除了复用其他框架的参数外，还增加了两个新参数：

• Number of Steps：控制器发出的步数。
• Steps to Stop：控制器持续监控发出的步数，当当前步数等于Steps to Stop参数时，将发出减速曲线。若Steps to Stop大于步数，电机将突然停止，不进行减速。发出减速曲线后，控制器将降低速度，直到达到停止速度值。若在减速曲线完成前达到步数，电机将以当前速度停止；若在发出所有步数前达到停止速度，电机将以停止速度旋转，直到所有步数执行完毕。理想情况下，系统应调整为使控制器以尽可能接近停止速度的速度执行所有命令步数。

五、EVM文档

EVM的原理图、布局和物料清单（BOM）在硬件文件（SLVC657）中提供，GUI、USB驱动和MSP430F2617源代码在软件文件（SLVC658）中提供。

六、注意事项

（一）使用限制

EVM仅用于产品或软件开发人员在研发环境中对TI半导体产品进行可行性评估、实验或科学分析，不得直接或间接组装到任何成品中，也不得用于消费或家庭用途，不得进行商业销售、再许可、租赁等。

（二）保修和责任

TI对EVM提供90天的保修，若EVM不符合保修规定，TI的责任仅限于维修、更换或贷记用户账户。TI不承担因用户疏忽、误用、不当安装或测试、设计问题等导致的缺陷责任。

（三）法规通知

不同国家和地区对EVM有不同的法规要求，如美国的FCC规定、加拿大的Industry Canada规定、日本的无线电法规定等，用户在使用时需遵守相关法规。

（四）安全警告

EVM不得用于功能安全和/或安全关键评估，用户在操作前必须阅读并遵守用户指南和其他相关文档中的警告和限制通知。操作时应在TI推荐的规格和环境条件下进行，避免超出规定的性能评级和规格，否则可能导致人身伤害、财产损失或设备损坏。EVM仅由技术合格的专业电子专家使用，用户需承担正确和安全处理及使用EVM的全部责任。

通过以上对DRV8884评估模块（EVM）的详细解读，相信大家对其硬件连接、操作步骤、运动控制框架以及相关注意事项有了更深入的了解。在实际应用中，我们可以根据具体需求合理使用该评估模块，充分发挥其功能。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。