L9942中文数据手册

L9942 用于双极型步进电机驱动 带细分驱动功能和电流曲线控制 Page 1 特特 点点 两路全桥 最大输出电流 1 3 A RDSON 500 m 带查表功能的可编程驱动电流曲线 表格 9 级5位精度 内置PWM电流调整器和电流传感器 可编程的步进模式 全步 半步 细步 微步 可编程摆率控制 改善EMC性能降低功耗 可编程的高速 低速 混合 和自动衰减 模式 3位精度的全范围可编程电流 可编程堵转检测 降低对微处理器要求的步进时钟输入 待机模式下功耗很低 IS 3 A typ Tj 85 C 所有输出均带 短路保护 负载开路 过载 温度预警和热关断功能 内部PWM控制器的PWM信号可以当做数据 输出使用 在下列工作范围内所有指标都会保证 3 V Vcc 5 3 V and for 7 V Vs 20 V 用途用途 双极步进电机驱动器在汽车上的应用 如灯 光的水平控制 灯光方向调整 节气门控制 描述描述 L9942是一款集成的双极步进电机驱动器 具有细分模式和可编程电流配置表 能灵活 适应步进电机的特性和预期的工作情况 可 以根据目标情况选用不同的电流配置表 噪 音 振动 转速或者转矩 衰减模式用在 PWM 电流控制电路中 可以编程设置成低 速 高速 混合 和自动衰减模式 在自动 衰减模式下 如果下一步电流是增加的 器 件会采用低速模式 如果下一步电流是衰减 的 则会采用高速或者混合模式 可编程堵 转检测在前灯水平调整和弯道调整应用中非 常有用 可以防止堵转时电机为了转到位置 而长时间的运行 如果检测到堵转 对准过程 被关闭 并且噪声被最小化 表1 器件概要 订货代码结温范围 C封装包装方式 L9942XP1 40 to 150PowerSSO24 管装 L9942XP1TR 40 to 150PowerSSO24 卷带 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 2 2009年5月 文档编号11778 Rev6 目录目录 1 框图与引脚框图与引脚 6 2 器件描述器件描述 9 2 1 双电源供电 VS 与 VCC 9 2 2 待机模式 9 2 3 诊断功能 9 2 4 过压与欠压检测 9 2 5 温度报警与热关断 10 2 6 感性负载 10 2 7 交叉电流保护 10 2 8 PWM 电流调整 10 2 9 衰减模式 10 2 10 过流检测 11 2 11 负载开路检测 11 2 12 步进模式 11 2 13 衰减模式 13 3 电气参数电气参数 14 3 1 绝对最大额定值 14 3 2 ESD 静电保护 14 3 3 热参数 15 3 4 电气特性 16 3 4 1 电源 16 3 4 2 过压和欠压检测 17 3 4 3 参考电流输出 17 3 4 4 电荷泵输出 18 3 4 5 输出 Qxn x A B n 1 2 18 3 4 6 PWM 控制 20 4 SPI的逻辑功能描述的逻辑功能描述 21 4 1 电机步进时钟输入 STEP 21 4 2 PWM 输出 PWM 21 4 3 串行外设接口 SPI 21 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 3 4 4 芯片反相片选 CSN 21 4 5 串行数据输入 DI 21 4 6 串行数据输出 DO 22 4 7 串行时钟 CLK 22 4 8 数据寄存器 22 5 SPI 控制和状态寄存器控制和状态寄存器 23 5 1 寄存器 0 23 5 2 寄存器 1 24 5 3 寄存器 2 24 5 4 寄存器 3 25 5 5 寄存器 4 和 5 25 5 6 寄存器 6 26 5 7 寄存器 7 26 5 8 辅助逻辑模块 27 5 8 1 故障条件 27 5 8 2 SPI 通讯监视 27 5 8 3 用于堵转检测的PWM 监视 27 6 SPI 逻辑的电气特性逻辑的电气特性 28 6 1 输入 CSN CLK STEP EN 和 DI 28 6 2 DI 的时序 28 6 3 输出 DO PWM 29 6 4 输出 DO 的时序 29 6 5 CSN 的时序 29 6 6 STEP 的时序 30 7 附录附录 33 7 1 堵转检测 33 7 2 步进时钟输入 33 7 3 负载电流控制和过流检测 输出短路 33 8 包装信息包装信息 38 9 历史版本历史版本 39 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 4 表格列表表格列表 表 1 器件概要 1 表 2 引脚描述 7 表 3 真值表 11 表 4 绝对最大额定值 14 表 5 ESD 静电保护 14 表 6 工作时的结温 15 表 7 温度报警和热关断 15 表 8 电源 16 表 9 过压和欠压检测 17 表 10 参考电流输出 17 表 11 电荷泵输出 18 表 12 输出 Qxn x A B n 1 2 18 表 13 PWM 控制 见 图 4 和 图 7 20 表 14 寄存器 0 23 表 15 寄存器 1 24 表 16 寄存器 2 24 表 17 寄存器 3 25 表 18 寄存器 4 和 5 25 表 19 寄存器 6 26 表 20 寄存器 7 26 表 21 输入 CSN CLK STEP EN and DI 28 表 22 DI 的时序 见 图 11 和 图 13 28 表 23 输出 DO PWM 29 表 24 输出 DO 的时序 见 图 12 和 图 13 29 表 25 CSN 的时序 29 表 26 STEP 的时序 30 表 27 文档历史版本 39 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 5 插图列表插图列表 图 1 方框图 6 图 2 引脚图 顶视 6 图 3 步进模式 12 图 4 衰减模式 13 图 5 封装的热数据 15 图 6 VS 监视 17 图 7 设置负载电流限制的逻辑 19 图 8 最小切换时间 20 图 9 SPI 与寄存器 22 图 10 传输时序图 30 图 11 输入时序 30 图 12 SPI DO 有效的数据延迟时间和有效时间 31 图 13 DO 使能和禁止时间 31 图 14 状态位 0 的时序 故障条件 32 图 15 堵转检测 35 图 16 PWM 控制的参考产生 接通 36 图 17 PWM控制的参考产生 衰减 37 图 18 PowerSSO24 机械尺寸和包装规格 38 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 6 1 框图与引脚图框图与引脚图 图图 1 框图框图 图图 2 引脚图引脚图 顶视顶视 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 7 表表 2 引脚描述引脚描述 引脚引脚符号符号功功 能能 1 12 3 24 PGND 电源地 电源地 所有PGND脚都从内部连接到散热片引脚上了 重要提示 重要提示 所有PGND脚必须在外部连在一起 3 10 15 22 VS 供电电压 需要外部反接保护 供电电压 需要外部反接保护 由于EMI的缘故 需要外 接一个陶瓷电容并且尽量靠近PGND 重要提示 重要提示 所有VS脚外部必须接在一起 2 23QA1 QA2 全桥输出脚全桥输出脚 An 输出内部连接了一个高边和一个低边开关 两个开关输出级都是功率DMOS晶体管 每个驱动器内部都 有一个反接二极管 寄生二极管 高边驱动器从输出到VS 低边驱动器是从PGND到输出 这个输出带有过流保护功 能 11 14QB1 QB2 全桥输出脚全桥输出脚 Bn 输出内部连接了一个高边和一个低边开关 两个开关输出级都是功率DMOS晶体管 每个驱动器内部都 有一个反接二极管 寄生二极管 高边驱动器从输出到VS 低边驱动器是从PGND到输出 这个输出带有过流保护功 能 4CLK SPI时钟输入 时钟输入 输入要求CMOS逻辑电平 CLK内部有下拉 电流 它控制内部的SPI移位寄存器 5DI 串行数据输入 串行数据输入 输入要求CMOS逻辑电平 DI内部有下拉电 流 接收来自微处理器的数据 控制字是16位的数据 高 位在前 MSB bit0 传送 6CSN片选反向输入 片选反向输入 输入要求CMOS逻辑电平 CSN内部有上 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 8 拉电流 串行数据在芯片与微处理器间传送 就要首先将 CSN下拉到低电平来使能 7DO SPI数据输出 数据输出 诊断数据可以通过SPI读出 它是三态输出 如果芯片没有通过CSN选中 CSN 高 输出COMS兼容 电平会保持高阻态 8PWM PWM输出 输出 CMOS兼容输出反映了内部PWM控制器在桥A 上的电流占空比 直到VCC达到最小电压前它是高阻输出 可以通过SPI命令关闭此脚的输出 9STEP 步进时钟输入 步进时钟输入 输入要求CMOS逻辑电平 STEP内部有下 拉电流 它是内部控制寄存器0加减计数器的时钟 上升沿 开始新的PWM周期 驱动电机进入下一个位置 前进一步 16CP 电荷泵输出 电荷泵输出 此脚与VS之间要加一个陶瓷电容 如 100nF 来缓冲电荷泵电压 17GND 地 地 电源参考地 如RREF参考电阻 此脚到PGND之间的 通路有电路板的电阻存在 18TEST 测试输入 测试输入 TEST脚内部有下拉电流 该脚用于生产测试 在应用时必须接GND 19VCC 逻辑电路电源 要求此脚输入端接一个陶瓷电容 尽量靠近 GND 表表 2 引脚描述 续 引脚描述 续 引脚符号功 能 20RREF 参考电阻 参考电阻 参考电阻用来产生一个不受温度影响的稳定的电 流 给内部电流控制电路和振荡器使用 此脚上输出一个 1 28V的电压 选择合适的电阻值 使得流经电阻的电流大 约是200uA 21EN 使能输入 输入要求 CMOS 逻辑电平 EN 内部有下拉电 阻 在待机模式下 输出会被关闭并且所有寄存器会被清除 如果 EN 被设置成逻辑高电平 芯片就进入激活模式 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 9 2 芯片描述芯片描述 2 1 双电源供电双电源供电 VS 和和 VCC 电源引脚VS脚给半桥供电 内部有一个电荷泵用来驱动高边开关 逻辑电路供电脚 VCC 稳压后的 用来给逻辑部分和器件的SPI供电 由于逻辑电路时独立供电 因此功率电路电源上的尖峰和毛刺不会导致控制状态和信息的丢失 如果在上电时 VCC从欠压到VPOR OFF 2 60 V 典型值 电路会被内部产生的上电复位 POR 信号初始化 如果 VCC电压下降到最小阀值 VPOR ON 2 3 V 典型值 输出会切换成三态 高阻 并且内部寄存器会被清除 2 2 待机模式待机模式 EN脚内部有下拉电阻 如果EN脚没有输入逻辑高电平 器件就会进入待机模式 所有锁存的数据都会被清除并且输入和输出都切换到高阻态 在待机模式下CSN 高电平 DO是三态 时VS VCC 的电流小于3 A 1 A 如果EN设置成逻辑高 电平 芯片就会进入激活模式 在激活模式下 电荷泵和监视器功能被激活 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 10 2 3 诊断功能诊断功能 所有诊断功能 过载 过流 负载开路 电源电源过压 欠压 温升报警和热关断 都 会经过内部过滤 tGL 32 s 典型值 通过最小时间的过滤后 才能进入状态寄存器 置位相应的状态标志 滤波器用来提高器件的抗干扰能力 负载开路和温升报警功 能制作内部提示 不会改变桥驱动器的输出状态 相反的 过载 过流和热关断时 会关闭相应的驱动器 过载 过流 或者所有的驱动器输出 热关断 微处理器必 须清除状态位重新激活桥驱动器 2 4 过压与欠压检测过压与欠压检测 如果Vs脚的供电电压上升超过过压阀值VSOV OFF 典型21 V 这个过压情况就会 被检测到 此时输出根据SPI编程位 OVW 的设置关闭成高阻态 复位后默认 或者不切换成高阻态 当Vs电压跌落到低于欠压阀值VSUV OFF 输出会关断成高 阻态 避免了在没有足够的栅极驱动电压功时对率器件的操作 那样做会增加功耗 在错误情况下的关闭操作需要微处理器清除错误状态后 才能再次激活驱动器 2 5 温升报警和热关断温升报警和热关断 如果结温升超过门限值 Tj 温升报警标志位TW就会被置位 可以通过SPI 读到该位 的状态 如果结温继续上升超过第二个门限值 Tj SD 热关断标志会被置位 所有输 出级的功率DMOS晶体管会关断 以保护芯片 要想重新激活输出级 结温必须低于 Tj SD Tj SD HYS 并且热关断标志位也必须要经过微处理器清除后才行 2 6 感性负载感性负载 每路半桥内部都连接一个高边和底边功率DMOS晶体管 由于每个输出管内部都有一 个反接的寄生二极管 所以可以不需要外加续流二极管直接驱动感性负载 为了降低 续流期间的功耗 续流期间PWM控制器会打开并联在续流二极管上的输出晶体管 同 步整流 2 7 交叉电流保护交叉电流保护 通过一个延迟时间 实现器件内部的四个半桥交叉电流保护 这个延迟时间依赖于可 编程的转换斜率设置 如果一个驱动器 LS或者HS 关闭了 要想打开相同半桥的 另一个驱动器 就会被自动延迟一个交叉电流保护延时才会打开 2 8 PWM 电流调整电流调整 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 11 每个输出内部的高边和低边晶体管的源极 都有一个固定比率的镜像电流监视器 可 以监视负载的瞬态电流 这个镜像电流在PWM控制器内部与限制电流线比较 范围限 制可以达到从可编程的最大值 寄存器1 DAC Scale中 到低5位DAC设定的值 寄存 器1 DAC Phase x 两个5位的DAC数据来自于9个电流配置参数 寄存器2到6 如果STEP脚上的信号变成逻辑高电平 两个电流配置参数就送人寄存器1的DAC Phase A和 B 电流配置编号取决于寄存器0中的相计数器的读取值和转向位 图 7 桥会一直打开直到在 HS 高边 上的电流传感器检测到超过限制电流 负载电流比较 器信号用来检测负载开路或者过流情况 2 9 衰减模式衰减模式 在关断期间器件会选用几种衰减模式中的一种模式 衰减模式可以通过SPI编程 图 4 中上面 在慢速衰减模式时 HS开关在交叉电流保护时间过后被激活进行同步整流 减少功耗 图4 细节A 在快速衰减时 在交叉电流保护时间后对面的半桥将接通 就跟换向一样 对于混合衰减 在慢速衰减前的快速衰减可以设成一个固定的 时间 图 4 细节 B 的连续线 或者由负载电流的限制触发 图 4 细节 B 的虚线 它可以 在低边 LS 开关检测到 特殊模式是指根据实际的相计数值选择衰减模式称作自动 衰减 如在 图 3 细分步进 DIR 1 如果电流限制的绝对值高于此前的步进电流 则 PWM控制器就会选用缓慢衰减模式 否则就会自动选择快速衰减模式 来快速的减小 负载上的电流 并且提供一个新的更低的目标电流值 2 10 过流检测过流检测 过流检测器在每个激活的输出级监控负载电流 在HS一侧 电流检测与限流是与PWM周 期同步进行的 在LS侧是持续进行的 如果负载电流超过检测阀值持续至少 tISC 4 s 过流标志才会置位 相应的驱动器输出就会被关闭以降低功耗保护集成电路 错误状态被 锁存 需要微处理器清除错误状态位后才能重新激活输出 2 11 负载开路检测负载开路检测 在PWM控制器工作期间 各相负载开路检测器也开始工作 如果负载电流小于限定电流 100mA 负载开路就会被检测到 负载开路标志在寄存器6中 负载电流低于最小限制要 持续15个PWM周期 标志位才能被置位 表表3 真值表真值表 DC2DC1DC0I4I3I2I1I0最大最大IOL 0000XXXX46mA 0010XXXX68mA L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 12 01000XXX52mA 01100XXX81mA 100000XX53mA 101000XX78mA 1100000137mA 1110000144mA 真值表给出了启用开路检测可用的配置参数 在X位全部是1时 最大的阀值IOL在表格左 侧 还可以参见 图 7 最小可设置的限制电流是3 1mA 是在DC2 DC1 DC0 0 并 且I0 1时 2 12 步进模式步进模式 旋转一圈可分成四个整步 或者八个半步 或者16个细分步又或者32个微步 工作模式在寄存器0 里进行设置 它同时还定义了相计数器增量的大小 相位计数器值的定义对应的当前配置文件 的地址 步进模式典型的配置值可以参见图 3 如 还称 两相接通 在虚线阶段 图图3 3 步进模式步进模式 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 13 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 14 2 13 衰减模式衰减模式 图图4 衰减模式衰减模式 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 15 3 电气特性电气特性 3 1 绝对最大额定值绝对最大额定值 表表 4 绝对最大额定值绝对最大额定值 符号符号参参 数数参数范围参数范围单位单位 直流供电电压 0 3 到 28V VS 单脉冲tmax 4 s 010混合衰减 快速衰减持续 TMD 8 s 011混合衰减 快速衰减持续电流下冲 Tmc TFT Tcc 100自动衰减 无延时快速衰减 101自动衰减 快速衰减持续 TMD 4 s 110自动衰减 快速衰减持续 TMD 8 s 111 自动衰减 快速衰减持续电流下冲 Tmc 自动衰减模式会使用混 合衰减模式 如果需要 的话 可以减少下一步 的电流 见 图 3 右下 P4P3P2P1P0 这些位控制电机的位置 例如 00000 步进角是 0 01111 步进角 是 180 5 2 寄存器寄存器 1 表表15 寄存器寄存器1 DAC范围DAC B相DAC A相 位 1211109876543210 访问rwrwrwrrrrrrrrrr 复位0000000000000 名称DC2DC1DC0BI4BI3BI2BI1BI0AI4AI3AI2AI1AI0 每个位的不同含义如下 AI4AI3AI2AI1AI0这些位控制桥A的DAC BI4BI3BI2BI1BI0这些位控制桥B的DAC 值取决于地址和相应的电流配置值 DC2DC1DC0 这些位设置满量程的限定值 例如000是100mA 又如111是 1500mA 参见参数 表 12 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 26 5 3 寄存器寄存器 2 表表16 寄存器寄存器 2 电流配置1过压仅限测试电流配置0 位 1211109876543210 访问rwrwrwrwrwrwrwrwrwrwrwrwrw 复位0000000000000 名称I4I3I2I1I0OVWT1T0I4I3I2I1I0 每个位的不同含义如下 I4I3I2I1I0如果需要 这些位被调入寄存器1 DAC的A相和B相参见参数表 12 T1T0应该写入0 OVW 0 在发生过压事件时 V SOV OFF 输出切换到高阻态并且 Vs监视位OV置位 OVW 1 在发生过压事件时 V SOV OFF Vs监视位OV置位 输 出状态保持不变 5 4 寄存器寄存器 3 表表17 寄存器寄存器 3 电流配置3PWM计数器PWM电流配置2 位 1211109876543210 访问rwrwrwrwrwrwrwrwrwrwrwrwrw 复位0000000000000 名称I4I3I2I1I0D1D0NPWMI4I3I2I1I0 每个位的不同含义如下 I4I3I2I1I0如果需要 这些位被调入寄存器1 DAC的A相和B相参见参数表 12 D1D0这些位是工作时PWM信号间期计数器的阈值 NPWM 如果设成0 则此位将桥A的内部的PWM信号到接 到PWM脚 否则PWM脚处于高阻态 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 27 5 5 寄存器寄存器 4和和5 表表18 寄存器寄存器 4和和5 电流配置5 7 PWM计数器电流配置4 6 位 1211109876543210 访问rwrwrwrwrwrwrwrwrwrwrwrwrw 复位0000000000000 名称I4I3I2I1I0 D4 7 D3 6 D2 5 I4I3I2I1I0 每个位的不同含义如下 I4 I3 I2 I1 I0 如果需要 这些位被调入寄存器1 DAC的A 相和B相 参见参数表 12 D4D3D2 寄存器4 D7D6D5 寄存器4 这些位是工作时PWM信号间期计数器的阈 值 低位在寄存器3中的D1和D0 5 6 寄存器寄存器 6 表表19 寄存器寄存器 6 清除清除 标志标志 堵转堵转 PWM 滤波滤波频率频率 堵堵 转转 参考参考 电流电流 错误错误 负载开路负载开路电流配置电流配置8 位 1211109876543210 访问rwrwrwrwrrrrrwrwrwrwrw 复位0000000000000 名称CLR6SSTFT PWM Freq ST RREF Error Phase B Phase A I4I3I2I1I0 每个位的不同含义如下 I4I3I2I1I0如果需要 这些位被调入寄存器1 DAC的A相和B相参见参数表 12 Phase B Phase A 这些位用来只是桥的负载开路 RREF Error 如果参考电流是OK的 150 A IREF 2A OV W UV 这些位用来指示VS的错误 参见参数表 9 01VS脚电压过低 10VS脚电压过高 TSD TW这些位用来指示温度故障 参见参数表 7 01只是针对温度报警阀值的设定 10热关断标志 所有输出都会关闭 可以用CLR7来清除 CLR7用于清除寄存器7内所有标志位 5 8辅助逻辑模块辅助逻辑模块 5 8 1 故障条件故障条件Fault condition 引脚D0的逻辑电平表示故障状态 在CLK的第一个从高到低的下降沿数据有效 传输出 数据位D12 故障位是一个逻辑或 OR 控制与状态寄存器6的bit5和6负载开路标志 bit7参考电流错误 RERR 控制与状态寄存器7的bit0到bit7过流标志 bit8和9VS错误标志 UV OV 以及bit10和11 在高温时 TW TSD 5 8 2 SPI 通讯监视通讯监视 在CSN信号的上升沿时 移位寄存器的内容会传送到选定的数据寄存器 一个计数监视器 用来监视SPI的通讯 它对CLK脚的上升沿进行计数 在一个通讯帧内 CSN为低电平 只有准确的传输完16位才会允许写入寄存器 如果一帧内的数据位多于或者少于16位 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 29 数据就会被忽略 这种安全机制就是为了避免一个错误通讯帧激活输出级 SPI通讯可以 通过连续写入两次的方式进行核对 第二次读回的数据要与写入到DO脚的一样 注意 由于安全机制的限制 不允许SPI进行菊花链方式连接 取而代之 可以采用SPI 口并联工作模式 通过IC的CSN信号进行选择工作芯片 5 8 3 PWM 监视用于堵转检测监视用于堵转检测 控制寄存器4 5和3内部的bitD0 D7用来设置堵转检测阀值 这些一系列位的值 决定电机 驱动电流在一象限内的上升的最小时间限制值 D7 D0与第一象限内电流上升时间的总和 进行比较 如果总的电流值小于存储在D7 D0内的值 ST位 寄存器6内的bit 8 被设置 成逻辑 1 PWM脚反映出桥A上的负载电流的PWM控制信号 上电后SST位 寄存器 6 bit11 被复位成逻辑 0 如果此位被置成 1 状态位ST 寄存器6内的bit 8 就会 被镜像到PWM引脚 这样就可以不需要通过SPI总线读寄存器6的值 直接从PWM脚就检 测到堵转信号 6 SPI 逻辑信号逻辑信号 电气特性电气特性 除非特殊说明 VS 7 到 20 V VCC 3 0 到 5 3 V EN VCC Tj 40 到 150 C IREF 200 A 电压以GND为参考 电流假定流入引脚为正 6 1 输入 输入 CSN CLK STEP EN 和和 DI 表表 21 输入 输入 CSN CLK STEP EN 和和 DI 符号符号参参 数数测试条件测试条件最小最小典型典型最大最大单位单位 Vin L输入低电平 0 3 VCC0 4 VCC V Vin H输入高电平 0 6 VCC0 7 VCCV Vin Hyst输入迟滞 0 1 VCC V L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 30 ICSN inCSN输入脚的上拉电流 VCSN VCC 1 5 V 50 25 10A ICLK inCLK输入脚的下拉电流 VCLK 1 5 V 102550A IDI inDI输入脚的下拉电流 VDI 1 5 V 102550A ISETP inSETP输入脚的下拉电流 VSETP 1 5 V 102550A REN in输入脚EN对GND的电阻 VEN VCC 110510 Cin 1 CSN CLK DI和PWM脚 的输入电容 0 V VCC 5 3 V 1015 1 参数在设计时保证 6 2 DI 时序时序 表表 22 DI 时序时序 见见图图 11 和和 图图 13 1 1 DI 时序参数在生产中作为合格 不合格的判定测试 Tj 40 C 25 C SPI 通讯 5MHz Tj 125 C SPI 通讯 4 25MHz 6 3 输出 输出 DO PWM 表表 23 输出 输出 DO PWM 符号符号参参 数数测试条件测试条件最小最小典型典型最大最大单位单位 VDOoutL VPWMoutL 输出入低电平VCC 5 V ID 2 mA 0 20 4V VDOoutH VPWMoutH 输出高电平VCC 5 V ID 2 mA VCC 0 4VCC 0 2 V IDOoutLK三态漏电流 VCSN VCC 0 V VDO VCC 10 10A IPWMoutLK三态漏电流 寄存器3 bit5 1 NPWM 0 V VPWM VCC 10 10A 符号符号参参 数数测试条件测试条件最小最小典型典型最大最大单位单位 tCLK时钟周期 VCC 5V 250 ns tCLKH时钟高电平持续时间VCC 5V 100 ns tCLKL时钟低电平持续时间 VCC 5V 100 ns tset CSN CSN 建立时间 在CLK上升沿 之前 CSN是低电平 VCC 5V 100 ns tset CLK CLK建立时间 在CSN上升沿 前 CLK是高电平 VCC 5V 100 ns tset DIDI建立时间 VCC 5V 50 ns thold DIDI保持时间 VCC 5V 50 ns tr in 输入信号DI CLK CSN的上升 时间 VCC 5V 25ns tf in 输入信号DI CLK CSN的下降 时间 VCC 5V 25ns L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 31 Cin 1 三态输入电容 VCSN VCC 0 V VCC 5 3 V 1015 6 4 输出 输出 DO 时序时序 表表 24 输出 输出 DO 时序时序 见见图图 12 和和 图图 13 6 5 CSN 时序时序 表 25 CSN 时序 1 参数在设计时保证 6 6 STEP 时序时序 表表 26 STEP 时序时序 1 参数在设计时保证 图 10 传输时序图传输时序图 符号符号参参 数数测试条件测试条件最小最小典型典型最大最大单位单位 tr DODO上升时间 CL 100 pF Iload 1 mA 50100ns tf DODO 下降时间 CL 100 pF Iload 1 mA 50100ns ten DO tri L DO使能时间从 三态到低电平 CL 100 pF Iload 1 mA 负载上拉到VCC 50250ns tdis DO L tri DO禁止时间从 低电平到三态 CL 100 pF Iload 4 mA 负载上拉到VCC 50250ns ten DO tri H DO使能时间从 三态到高电平 CL 100 pF Iload 1 mA 负载下拉到GND 50250ns tdis DO H tri DO禁止时间从 高电平到三态 CL 100 pF Iload 4 mA 负载下拉到GND 50250ns td DO DO迟时间VDO 0 7 VCC CL 100 pF 50250ns 符号符号参参 数数测试条件测试条件最小最小典型典型最大最大单位单位 tCSN HI min 1 CSN高电平时间 工作模式 将SPI命令传送到输入 寄存器 2 s 符号符号参参 数数测试条件测试条件最小最小典型典型最大最大单位单位 tSTEPmin 1 STEP低或高电 平时间 2 s L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 32 图 11 输入时序输入时序 图图 12 SPI DO 有效数据延迟时间和有效时间有效数据延迟时间和有效时间 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 33 图图 13 DO 使能和禁止时间使能和禁止时间 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 34 图图 14 状态位状态位 bit 0 的时序的时序 失效条件下失效条件下 L9942 2009 年 5 月 文档编号 ID11778 版本 Rev7 35 7 附录附录 7 1 堵转检测堵转检测 L9942包含逻辑模块用来检测由于机械负荷过大引起的电机堵转 在堵转情况下负载电流上升的 速度要比正常工作时的快 L9942就是检测这个时间并且与设定的值进行比较 对于整步模式只有这一个值 step 0 对于微步模式就需要对包含8个独立的数据进行求和 每 个数据对应一步 测量只是在A相电流自然增加的象限区间内 图15 的象限1和 3 例如堵转检测只 是在相计数器值1到8和17到24并且DIR 0期间 在电流快速减小的象限 回馈电流会影响检测的精度 如 果在PWM导通期间的电流和小于在D0 D7中设定的阀值 在寄存器6中的bit8堵转检测与指示位 ST 就 是逻辑 1 图15底部 如果寄存器6的bit11被设置为逻辑 1 那么ST位就被镜像到外部PWM 引脚作为堵转检测的外部指示 DT7 DT0存储间隔时间为16us的PWM阀值 这些位分布在寄存器 3 D0 D1 寄存器4 D2 D3 D4 和寄存器5 D5 D6 D7 中 在确定时间阀值时需要注意 电机电流摆率取决于驱动电压 电机实际转速 电机的反电动势以 及电机和电感 要确保设置的阀值可以在任何温度下都可以正常运行 7 2 步进时钟输入步进时钟输入 通过步进时钟控制方式 可以用低成本的8位MCU来控制一片或几片器件工作在微步模式 在这 种情况下 L9942的SPI通讯只需要配置电机工作模式 电机换向作为高效过程由并行驱动脚来负 责 如果没有步进时钟输入