前言
AMS AS5047P 是一款旋轉位置感測器/磁性編碼器。
它擁有包含 SPI、ABI、UVW 及 PWM 的多種使用模式,及 14 位元的高解析度,和 28krpm 的高反應速度,還擁有動態角度誤差補償(Dynamic angle error compensation,DAEC),非常適合搭配馬達進行控制。
本文將以 NUCLEO-F446RE(STM32F446RE)與 STM32 HAL 作為示範,簡單介紹 AS5047P 的用法。本篇的範例程式有放在 GitHub。
SPI
AS5047P 透過 SPI 進行通訊。其對 SPI 的要求為:
- Mode = 1(CPOL = 0,CPHA = 1)
- 空閒時,SCK 時鐘訊號為低電平(0)。
- 資料在第二個邊緣取樣(即負緣)。
- CSn (Chip select)為低電平有效。
- 資料長度為 16 個位元。其中 MSB 為偶同位(Even parity)位元。
- 位元順序為 MSB 在前(MSB first)。
- SCK 最大速度為 10 MHz。
- 只支援從機模式(Slave operation mode)。
設定範例:
通訊格式
AS5047P 有 3 種 SPI 訊框格式。
Command Frame
Bit | Name | 描述 |
---|
15 | PARC | 偶同位(Even parity),使整個訊框的 1 為偶數個。 |
14 | R/W | 0 代表要寫入。1 代表要讀取。 |
13:0 | ADDR | 要讀寫的暫存器位置。 |
讀取「NOP (0x0000
)」暫存器等同一個 nop
(no operation,無操作)指令。
Read Data Frame
Bit | Name | 描述 |
---|
15 | PARC | 偶同位(Even parity),使整個訊框的 1 為偶數個。 |
14 | EF | 0 代表沒有錯誤發生。1 代表有錯誤發生。 |
13:0 | DATA | 資料。 |
要讀取資料時,先使用「Command Frame」傳輸要讀取的位置,AS5047P 會在 CS 上拉並重新下拉後的下一個讀取指令時,在 MISO 上傳輸「Read Data Frame」。
Write Data Frame
Bit | Name | 描述 |
---|
15 | PARC | 偶同位(Even parity),使整個訊框的 1 為偶數個。 |
14 | 0 | 永遠為 0 。 |
13:0 | DATA | 資料。 |
要寫入資料時,先使用「Command Frame」傳輸要寫入的位置,再使用「Write Data Frame」傳輸要寫入的資料。
當「Write Data Frame」在 MOSI 上傳輸時,AS5047P 會在 MISO 上傳輸該暫存器目前的值(舊的值),並在下一次的「Command Frame」在 MOSI 上傳輸時,AS5047P 會在 MISO 上傳輸該暫存器實際的值。
程式
完整的程式可以到 GitHub: ziteh/as5047p_driver 查看。
位元操作
傳輸「Command Frame」
寫入資料到指定的暫存器
讀取資料自指定的暫存器
讀取角度資訊,可選擇是否啟用動態角度誤差補償(DAEC)
讀取「ANGLECOM (0x3FFF
)」可取得有 DAEC 的角度數值,讀取「ANGLEUNC (0x3FFE
)」可取得無 DAEC 的角度資訊。
偶同位計算
SPI 通訊
若要在 STM32 HAL 以外的平臺使用的話,只需要修改 as5047p_spi_send()
、as5047p_spi_read()
、void as5047p_spi_select()
、as5047p_spi_deselect()
這 4 個函式的實作就好了。
後記
最近在做馬達的閉迴路位置控制,因此買了這個 AS5047P 來用,就順便寫了本篇文章做記錄。而此程式我也有放在 GitHub 上:ziteh/as5047p_driver
若有問題或內容有誤還請告知,謝謝!
相關連結
留言可能不會立即顯示。若過了幾天仍未出現,請 Email 聯繫:)