【经验】瑞盟MS41949低压步进电机驱动芯片的使用方法与使用性能
作为一家高性能模拟信号链公司，瑞盟科技为市场提供了许多贴近客户需求的解决方案，其中的马达驱动便是瑞盟的强势产品之一。
最近部分大型安防企业的会议摄像机以及智能摄像机的云台的X、Y轴驱动或Focus、Zoom、P-iris的驱动都使用了瑞盟的MS41949低压步进电机驱动芯片。本文将探究MS41949低压步进电机驱动使用性能与使用方法。
图1是MS41949步进电机驱动的内部框图，从规格书上看，MS41949工作电压范围3V~5.5V，最大输出电流500mA，输出电流大小可通过改变占空比来控制。芯片内部已经完成细分、转速、所走步数，设置完之后，从VDFZ管脚输入固定频率脉冲，电机就可以连续转动了。这个过程不需要MCU过多地参与。
图1 MS41949 A通道内部框图
图2 初始化流程图
图2为芯片初始化流程图，按照流程图，设置如下：
（1）首先把20H寄存器设置为0x1e03，即把PWMMODE设为0x1e，PWMRES设为0，那么根据PWM计算表达式，此时PWM频率为27MHz/（0x1e×2^3）=112.5KHz，DT1延时=3×303us，延时约1ms。
（2）22H寄存器设置为0x0002，即PHMODAB[5:0]=0，DT2A=2；就是设置驱动器A的12相与34相的相位相差90°，DT2A=2×303us=606us延时
（3）23H寄存器设置为0x7878，即PPWA[7:0]、PPWB[7:0]都设置为0x78，调整输出负载电流，占空比输出=PPWX/（PWMMODE×8）=120/（30×8）=50%
（4）24H寄存器配置为0x0410，即MICR0AB[1:0] = 0，设为256细分，ENDISAB=1，使能AB驱动器输出，PSUMAB=0x10，即设置每个VF上升沿到来，步进电机走0x10/8=2步距角。
（5）25H寄存器设置为0x1AB5，即INTCTAB[15:0]=0x1AB5，该值是设定步进电机每个微步的运行时间，按照此值，每个正弦波运行时间为：0x1AB5×111ns*256=194.3ms。而一个正弦波周期走4个步距角，比如电机步距角为1.8°，那么转速为1.8°×4/194.3ms=37.1°/s，以上公式都是基于规格书所给的，经过实测，非常精确。
（6）以上5个步骤是设定A电机的，到此，步进电机已经能够正常工作，B/C/D电机的设置也可以参考此值设置，如果设置B电机，那么应该要按照以下设置：27H设为0x0002，28H设为0x7878，29H设为0x0410，2AH设为0x1AB5
MS419XX的SPI属于高速4线SPI，最高SPI时钟可达5MHz，配置完以上寄存器之后，连续给VF脉冲，电机就能够连续转动了；给一个VF脉冲，电机只运行所设定的步数，然后就会停止，带电流保持力矩，直到下一个VF脉冲到来。
下面测试两个不同转速下，相电流波形，通过相电流波形可以判断，电机转动的电流，细分效果。选用10mH电感、内阻为12Ω、步距角为1.8°的42步进电机测试。
图3为占空比为90%，角速度为约为124.1°/s的相电流波形。从图中可以看出，峰峰值电流为773mA（电流探头1mV对应10mA），相电流最大值为773/2=386.5mA。
图3 角速度为约为124.1°/s的相电流波形
图4为占空比为90%，角速度为约为327.3°/s的相电流波形，占空比没有变化，但是角速度提高之后，相电流衰减比较严重，这也是恒压驱动的最大的缺点，但是恒压最大的优点是低噪、低震动，这又是恒流驱动无法达到的。为了弥补恒压驱动转速不同，相电流不同的缺点，通过不同的转速分段改变占空比的方法，基本是电流恒定，这样就综合了恒压驱动与恒流驱动的优点。
图4 角速度为约为327.3°/s的相电流波
图5为占空比为132%，角速度为约为327.3°/s的相电流波形，经过调整占空比，角速度一样的情况下相电流也能保持一致。
图5 角速度为约为327.3°/s的相电流波形
从实际测试情况来看，MS41949的低压步进电机驱动，加了占空比补偿之后，电机转动效果，无论是力矩、转动噪声、震动、电机平稳性都表现地非常优秀。对于一些噪声、震动要求高的，使用MS41949确实是不错的选择，特别是现在摄像机有些都有语音功能，对噪声要求就更高了，这也是很多大型安防企业会议摄像机采用其来驱动的原因了。
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型号- MS35775,MS35774,MS35776,MS3142,*MS5147T,MS2583M,MS2232T,MS35657,MS8838,MS5611D,MS8837,MS762M,*MS5136T,*MS5148T,MS8601,MS8602,MS8844,MS8361S,MS8605,MS8847,MS41938M,MS8606,*MS6032,MS8608,MS35631,*MS5158N,MS5644T,MS5221,MS5350,MS31051D,MS2573T,MS9943,*MS5157N,MS9945,MS8613,MS32006,MS32007,MS8617,MS8619,MSS052,MS9708,MS8241M,MS8362M,MS4554N,MS5358,*MS5159N,MS413S,MS5351,*MS5146T,MS9714,MS8629,MS8628,MS2374B,MS35612,MS8630,*MS5155N,MS4552S,MS8232M,MS3585M,MS31051S,*MS5269,*MS5156N,*MS31703,MS4553S,*MS5268,MS4553M,MS3485M,MS8257N,*MS8604T,MS8124N,MS2267D,MS31803T,MS2351M,MS2581M,MS91050,MS8412,MS91051,MS2375T,MS914,MS8413,*MS5153M,MS913,MS2351D,*MS5248,MS8561S,MS1285M,MS2375B,MS3111D,MS3111S,MS2374T,MS1285D,MS8551,MS6363,MS6001,MS6364,MS6002,MS6004,MS6367,MS2374S,*MS5154N,*MS8604,MS8311,MS8552,MS8313,MS8312,MS31860T,MS1808,MS3145D,MS8562M,MS21148T,MS7256C,*MS5229,MS8212M,MS8551S,*MS5228,MS8127M,*MS5533N,MS6031,MS721,MS39549D,MS726,*MS31221,MS21147T,*MS324V,MS1820,MS90C032,MS90C031,MS8215,MS3142S,MS714,MS90C3S5B,MS8117S,*MS5208,*MS3487M,MS41908M,MS7682M,MS8231,*MS3487D,*MS37906,MS8228,MS5224D,MS8312M,*MSR040,M496B,MS8241,MS411,MS713T,MS40S,MS413,*MS5531,*MS1052,MS703D,MS8422N,*MS3487,MS8313N,MS5584N,MS8251,MS520,MS761,MS5221M,MS715T,MS714T,MS523,MS9218,MS41918M,MS39545D,MS5583N,MS39233,*MSR020,MS751,MSUSB30N,*MS5137T,MS6212D,MS512,*MS31211,*MS35930,*MS321V,MS3814,MS3815,MS1637,OP07D,MS8630T,MS3813,MS1631,MS5231M,MS5582T,*MS5138T,MS41928M,*MS9940T,MS2609,MS616F187,MS7336M,MS5351M,MS451,MS5581T,MS90C386B,MS6004S,MS2502,MS7337M,MS1651,MS8051,MS8052,MS324,MS8054,MS443,MS321,MS90C386P,MS6365T,MS1549,MS4933,MS2634,MS4932,MS2631,MS2510,MS4931,MS805M,MS2630,MS35711T,MS8091S,MS5179T,MS6002M,MS8416T,MS2402,MS2403,MS9280,MS2400,MS1676,MS2401,MS8416N,MS9281,MS41S,MS5178T,MS2659,MS39535,MS39533,MS3989,MS39539,*MS5811,MS40,MS41,MS1681,MS1683,MS9930T,MS5189N,MS5177T,MS7338MA,MS4932N,MS39545,MS3999,MS616F512NS,MS5814,MS5188C,MS39549,MS8091,MS8092,MS2662,MS8093,MS5188N,MS2663,MS8094,MS2660,MS90C366,MS3989N,MS7632M,MS2661,MS90C365,MS5176T,MS90C032T,MS2659F,MS1224,MS5187N,MS1585,MS2659C,MS5814T,MS41959,MS9920T,MS5175T,M49E,MS358,MS5199T,MS4989,MS3989/N,MS90C104,MS2201,MS2561,MS41969,MS2681,MS466,MS1205N,MS5174T,MS90C385B,MS5198T,MS1004,MS1003,*MS934,MS4998,MS5602,MS2576,*MS933,MS1005,MS2574,MS2575,MS41939,MS2573,MS2691,MS2692,*MS5152D,MS5197T,*MS5151M,MS5185T,MS5282N,*MS31912,MS7336MA,MS616F512N,MS616F22,MS5614,MS2652D,MS451S,MS8629D,MS35631N,MS2583,MS5281D,MS2581,MS3791,MS41949,*MS5153D,MS5196T,*MS5152M,MS517ST,MS35656N,MS2358,MS31010S,MS1022,MS1202N,MS5620,MS1023,MS41919,MS2111,MS398SN,*MS5174D,MS2591,*MS5173M,MS5195T,MS8629M,MS8617M,MS31011D,MS9912N,MS8051P,*MS6032M,MS37545,MS2244,MS41929,*MS5151D,MS5510,MSUSB30,MS4988B,MS1030,*MS5174M,MS5194T,MS8606M,MSR015,MS5182N,*MS31805,*MS72310,*MS31804,MS35009,MS9913N,MS37549,MSS052M,*MS5172D,MS5644,MS1285,MS2374,MS3585,MS2375,MS5614T,OP07,*MS5183N,*MS5171M,MS2575T,MS8619S,MS31001D,*MS72300,MSR025,MS5193T,MS358A,MS358V,*MS5812D,MS2267,*MS5173D,MS3114,MS443S,MS5532,MS41909,MS3112,*MS5172M,MS2574T,MS2574S,MS8608T,MS8923,MS8054T,MS8923S,MS5192T,MS5180T,MS5612M,MS5543,MS3485,MS3122,MS5542,MS1585M,MS5541,MS3121,MS39361N,MS1192,MS8816,MS616F512,*MS5181N,MS5314,MS4344,*MS5171D,MS3010,MS2576S,MS8816P,MS2576T,MS8829,MS8828
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