ZHCUC00 May   2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   设计图像
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 主要产品
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 硬件设计
    2. 3.2 软件设计
      1. 3.2.1 TMAG5170 SPI 帧
        1. 3.2.1.1 32 位帧中的串行数据
        2. 3.2.1.2 串行数据输出 32 位帧
      2. 3.2.2 TMAG5170 寄存器配置
      3. 3.2.3 SPI 和转换启动时序
      4. 3.2.4 线性位置计算
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件
      1. 4.1.1 PCB 概述
      2. 4.1.2 MCU 接口连接器
    2. 4.2 测试设置
    3. 4.3 测试结果
      1. 4.3.1 磁体 Z 和 X 场测量
      2. 4.3.2 线性位置测量
      3. 4.3.3 SPI 信号测量
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB 布局
        1. 5.1.3.1 布局图
        2. 5.1.3.2 布局指南
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6作者简介

测试设置

使用了以下硬件设备来评估本参考设计。

表 4-3 先决条件
设备 注释
TIDA-060045 此参考设计
LAUNCHXL-F280049C F280049C C2000™ Piccolo™ MCU LaunchPad™ 开发套件
N45-1350 圆柱圆盘磁体,1350mT,25mm 直径,3mm 高
LAUNCHXL-F28379D F28379D C2000™ Delfino™ MCU LaunchPad™ 开发套件
TIDA-010026 适用于 EnDat2.2 绝对编码器的稳定接口参考设计
Heidenhain LC 415 EnDat2.2 绝对线性位置编码器,精确的 ±5µm 级,0.010µm 分辨率

测试设置如图 4-3图 4-4 所示。

TIDA-060045 测试设置侧视图图 4-3 测试设置侧视图

上面的图 4-3 显示了测试设置的侧视图。使用 EnDat2.2 和 320mm 长度的 Heidenhain 绝对线性编码器作为位置参考并将其安装在固定板上。圆形感应磁体安装在 LC415 线性编码器的移动底座的顶部。底座连接到 EnDat2.2 接口电缆,拉动电缆可移动磁体的位置。TIDA-060045 PCB 安装在 LC415 线性编码器顶部的固定板上,四个 TMAG5170 3D 霍尔效应传感器朝下。TMAG5170 内部每个 3D 霍尔效应传感器的中心(y 轴)调整为移动磁体的中心。磁体顶部与 TMAG5170 内部的霍尔效应传感器之间的气隙(z 轴)为 15.2mm。TMS320F280049C LaunchPad 通过接头 J1、J3 和 J2、J4 连接到 TIDA-060045 PCB。在此测试设置中,TMS320F280049C LaunchPad 也为 TIDA-060045 提供 3.3V 电源。

TIDA-060045 测试设置顶视图图 4-4 测试设置顶视图

图 4-4 显示了测试设置的顶视图,TIDA-060045 和 TMS320F280049C LaunchPad 安装在 LC415 线性位置参考编码器的顶部,如前面所述。LC415 线性编码器连接到 TIDA-010026 EnDat2.2 参考设计。TIDA-010026 由 12V 电压供电,并连接到运行 EnDat2.2 软件的 TMS320F28379D LaunchPad。两块 LaunchPad 均通过 SPI 进行连接,用于同步四个 TMAG5170 和 LC415 线性编码器的采样时间,并以高达 4kHz 的采样率将相应的 LC415 参考位置发送到 TMS320F280049C LaunchPad。

为了验证本参考设计,我们使用 TMS320F280049C LaunchPad 以及 TMAG5170 头文件 TMAG5170-CODE-EXAMPLE 和适用于 C2000 MCU 的 C2000WARE 软件开发套件开发了一款 TI 内部测试软件。有关 C2000WARE 的问题,请参阅 C2000 微控制器论坛的 E2E™ 设计支持。有关 TMAG5170-CODE-EXAMPLE 的问题,请参阅传感器论坛

在 TMS320F280049C 上运行的 TI 内部测试软件有两种操作模式。实时模式以 4kHz 采样率持续测量安装在 LC415 底座上的磁体的绝对线性位置(x 轴)并计算相应的位置误差。触发模式在磁体达到从 LC415 参考编码器读取的预定义绝对起始位置后,开始对 200 个系列位置进行采样。有关更多详细信息,请参阅测试结果小节。该绝对起始位置是绝对值 12cm,四通道 TMAG5170 的 10cm 测量范围从绝对参考位置 13.2cm 到 23.2cm 开始。这用于动态精度测量,其中 LC415 往返与传感器磁体相应地移动,所有数据都存储在存储器中。数据通过 Code Composer Studio 读出,并使用 Excel 和 MATLAB® 等工具进行验证。

TIDA-060045 流程图线性位置测试软件图 4-5 流程图线性位置测试软件