TMC2208替代A4988

前言

TMC2208 是一款先进的 1 轴步进驱动器，支持 stealthChop ™和 256 微步。本应用说明介绍了如何设置 TMC2208 以替代 A4988（传统模式）。

与其他电机驱动器相比，TMC2208 具有附加功能：256 微步。

自动电流降低功能可降低功耗和冷却要求。默认情况下，通过将 PDN UART 输入拉至 GND 来启用静止电流降低。

UART 单线接口允许使用任何微控制器 UART 控制 TMC2208。这样就可以对 TMC2208 进行编程并添加其他功能，例如完整的 256 微步控制（不仅仅是插值）。UART 在传统模式下不可用。

活动的 DIAG 输出表明驱动器无法正常工作。

INDEX 输出信号指示微步计数器的零位，每电气旋转一次/四个全步进发生一次。与机械归位开关结合使用，可实现更精确的归位。

TMC2208 能够以每全步 256 微步控制电机。在传统模式下，TMC2208 会将接收到的步进信号插入到 256 微步。

为了在传统模式下优化性能，建议考虑如下比较所示的提示：

表 1. I/O 引脚比较。

引脚编号	A4988	TMC2208	在传统模式下使用 TMC 系列的提示
1	输出2B	OB2	-
2	使能够新奥 -
3	地线地线 -
4	CP1 CP0 -
5	CP2 消费者物价指数使用 22nF（而非 100nF）连接至 CPO
6	虚拟控制协议虚拟控制协议 -
7	- - -
8	电压调节器 5V输出 -
9	MS1 MS1 （一个）
10	MS2 MS2 （一个）
11	MS3 诊断诊断输出。驱动器错误时为高电平。通过 ENN = 高电平复位。(b)
12	重置索引X 可配置索引输出。提供索引脉冲。（c）
13	区域协调中心时钟 CLK 输入。使用短线连接至 GND 以获取内部时钟或提供外部时钟。
14	睡觉 PDN 串口断电不控制输入（低=自动停止电流降低）。可选 UART 输入/输出。断电功能可在 UART 模式下禁用。
15	电压源电源输入 -
16	步步 -
17	参考参考电压（四）
18	地线地线 -
19	目录目录 -
20	- - -
21	输出1B OA2 -
22	电压抑制器对比 -
23	感知1 胸罩 -
24	输出1A OA1 -
25	- - -
26	输出2A OB1 -
27	SENSE2 布里斯托尔 -
28	电压降2 对比 -

I/O 配置：使用 2、4、16 微步不需要任何更改。请参阅下表 2。不同的微步配置以粗体标记：

表 2. 带有 I/O 的微步配置。

TMC2208/A4988 MS1	TMC2208/A4988 MS2	A4988 MS3	A4988微步	TMC2208微步
低的	低的	低的	1	8
高的	低的	低的	2	2
低的	高的	低的	4	4
高的	高的	高的	16	16

使用默认设置，TMC2208 将把 I/O 配置引脚设置的微步插值到 256 个微步。

TMC2208 不使用第三个配置引脚进行外部微步配置，而是使用这个引脚提供可选诊断功能。这是一个输出引脚，应在 MCU 中设置为输入，如果未使用则保持打开状态。

INDEX 引脚是输出引脚，在 MCU 中应设置为输入，如果不使用则保持开路。

用于电流缩放的模拟参考电压或用于使用内部检测电阻的参考电流（可选模式）。0V 和 2.5V 之间的电压可线性缩放 0 和检测电阻设置定义的电流缩放之间的电流。将检测电阻调整为电机电流 IRMS：

应用示例
在这里插入图片描述

图 1a.Stepstick 示意图。

在这里插入图片描述

图 1b.Stepstick 示意图。

作为应用示例，顶部描绘了 StepStick 的示意图（子图 1a）。插入 TMC2208 并以传统模式使用（子图 1b）。建议更改的部分标记为蓝色。如表 1 所述，引脚 PDN/UART、INDEX、DIAG、MS2、MS1 具有附加或略微更改的功能。

应根据应用的电机电流选择检测电阻。表 3 显示了公式 1 中 VREF = 2.5A 时检测电阻与电流之间的关系。对于应用示例，RSENSE 设置为 0.18Ω，允许控制高达 1.2A 的电机电流。

表 3. R SENSE的选择及其产生的最大电机电流。