【Let'sdo|2026年第1期】【成果帖】静音步进电机控制实践 - 成果总结

很荣幸参加本次的"Let's do活动"，非常感谢digikey和EEPW对本次活动的大力支持，本期的活动主题是：静音步进电机控制。

在本章中，对本次活动进行一个成果的总结。

本次使用到的物料有ADI的步进驱动模块TMC2209SILENTSTEPSTICK和ESP32P4开发板，以及TB上买的2相4线步进电机滑台

系统框图

整体所需要连接的由三大部分：驱动器、步进电机、主控。整体系统的硬件连接方式如下，

按照框图将硬件连接完成后，后面只需要注入灵魂就可以运行了。在编写代码之前看看硬件的相关介绍和使用方法：

TMC2209是个超静音电机驱动器 IC，具有以下特性和优势：

• 用于高达 2 ARMS 和 4.75 V 至 29 V 的 2 相步进电机的驱动器

• Step/Dir 和单线 UART 接口

• 同时使用 StealthChop 和 StallGuard

• 低功耗待机，可适应 EUP 或电池供电

• 低 RDS(ON)、低发热：LS170mΩ 和 HS170mΩ（+25°C 时的典型值）

• 紧凑的 5x5mm² QFN28 封装

1、GND

2、VIO - 数字接口逻辑电源引脚。只给“数字接口电平”供电， 不给内部电机驱动核心供电。

3、OB2 - 电机线圈B输出2

4、OB1 - 电机线圈B输出1

5、OA1 - 电机线圈A输出1

6、OA2 - 电机线圈A输出2

7、GND

8、VM - 电机供电电压

9、DIR - 控制电机转动方向（正转或者反转），内部有下拉电阻

10、SETP：控制电机转动，一个脉冲走一个微步

11、PDN：省电待机，低电平有效（PDN和UART是复用同一个引脚）

12、UART：串口通信（PDN和UART是复用同一个引脚）

13、SPREAD：斩波器模式选择：低=StealthChop，高=SpreadCycle（可以保持未连接状态）

14、MS2：微步分辨率配置（内部下拉电阻），MS2, MS1: 00: 1/8, 01: 1/32, 10: 1/64 11: 1/16

15、MS1：微步分辨率配置（内部下拉电阻），MS2, MS1: 00: 1/8, 01: 1/32, 10: 1/64 11: 1/16

16、EN：模块内有上拉，0: 使能，1: 禁用

17、INDEX：同步输出，用于位置参考

18、GIAG：如果发生错误，DIAG 会保持报警（高电平）

软件介绍

在软件开发中，从最简的方式进行验证，让电机转起来，所以在代码中设置使能、方向引脚后，让STEP不断的翻转看看电机是否运动起来了，如此就可以验证硬件有无连接错误了。

在主函数中很简单，初始化相关IO，并创建一个串口解析线程

void app_main(void)
{
    GPIO_Init();
    UART0_Test_Init();
    xTaskCreate(UART0_Test_Task, "uart0_test", UART_TEST_TASK_STACK, NULL, 10, NULL);

    vTaskDelete(NULL);
}

在串口线程中就定时解析和发送数据

static void UART0_Test_Task(void *arg)
{
    uint8_t rx_data[UART_TEST_RX_BUF_SIZE];

    UART0_Send_Command_List();

    while (1) {
        const int rx_len = UART0_Read_All(rx_data, sizeof(rx_data));
        if (rx_len > 0) {
            UART0_Process_Rx_Data(rx_data, rx_len);
        }

        uart_wait_tx_done(UART_TEST_PORT, pdMS_TO_TICKS(100));
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
    }
}

这是定义的相关命令表

static const uart_command_t uart_command_table[] = {
    {"Moter Start", NULL, Moter_Start},
    {"Moter Stop", NULL, Moter_Stop},
    {"Moter Reversal", NULL, Moter_Reversal},
    {"Moter Period", "<us>", Moter_Period},
};

大致流程就是解析串口命令，执行对应动作。

完成的代码如下：

code.zip

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视频介绍

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