dspicdem™ mcsm development board user’s guide · 2011. 11. 30. · mpasm™...

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dsPICDEM™ MCSM 开发板用户指南

请注意以下有关 Microchip 器件代码保护功能的要点：

• Microchip 的产品均达到 Microchip 数据手册中所述的技术指标。

• Microchip 确信：在正常使用的情况下， Microchip 系列产品是当今市场上同类产品中安全的产品之一。

• 目前，仍存在着恶意、甚至是非法破坏代码保护功能的行为。就我们所知，所有这些行为都不是以 Microchip 数据手册中规定的

操作规范来使用 Microchip 产品的。这样做的人极可能侵犯了知识产权。

• Microchip 愿与那些注重代码完整性的客户合作。

• Microchip 或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性。代码保护并不意味着我们保证产品是 “牢不可破”的。

代码保护功能处于持续发展中。 Microchip 承诺将不断改进产品的代码保护功能。任何试图破坏 Microchip 代码保护功能的行为均可视

为违反了《数字器件千年版权法案（Digital Millennium Copyright Act）》。如果这种行为导致他人在未经授权的情况下，能访问您的

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提供本文档的中文版本仅为了便于理解。请勿忽视文档中包含

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情况的有用信息。Microchip Technology Inc. 及其分公司和相

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本出版物中所述的器件应用信息及其他类似内容仅为您提供便

利，它们可能由更新之信息所替代。确保应用符合技术规范，是您自身应负的责任。Microchip 对这些信息不作任何明示或

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由此引发任何一切伤害、索赔、诉讼或费用时，会维护和保障Microchip 免于承担法律责任，并加以赔偿。在 Microchip 知识

产权保护下，不得暗中或以其他方式转让任何许可证。

DS70610A_CN 第 2 页

商标

Microchip 的名称和徽标组合、 Microchip 徽标、 dsPIC、

KEELOQ、 KEELOQ 徽标、 MPLAB、 PIC、 PICmicro、PICSTART、 PIC32 徽标、 rfPIC 和 UNI/O 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地区的注册商标。

FilterLab、 Hampshire、 HI-TECH C、 Linear Active Thermistor、MXDEV、MXLAB、SEEVAL 和 The Embedded Control Solutions Company 均为 Microchip Technology Inc.在美国的注册商标。

Analog-for-the-Digital Age、 Application Maestro、 chipKIT、chipKIT 徽标、 CodeGuard、 dsPICDEM、 dsPICDEM.net、dsPICworks、 dsSPEAK、 ECAN、 ECONOMONITOR、

FanSense、 HI-TIDE、 In-Circuit Serial Programming、ICSP、 Mindi、 MiWi、 MPASM、 MPLAB Certified 徽标、

MPLIB、MPLINK、mTouch、Omniscient Code Generation、PICC、 PICC-18、 PICDEM、 PICDEM.net、 PICkit、PICtail、 REAL ICE、 rfLAB、 Select Mode、 Total Endurance、 TSHARC、 UniWinDriver、 WiperLock 和ZENA 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地

区的商标。

SQTP 是 Microchip Technology Inc. 在美国的服务标记。

在此提及的所有其他商标均为各持有公司所有。

© 2011, Microchip Technology Inc. 版权所有。

ISBN：978-1-61341-785-0

© 2011 Microchip Technology Inc.

Microchip 位于美国亚利桑那州 Chandler 和 Tempe 与位于俄勒冈州Gresham 的全球总部、设计和晶圆生产厂及位于美国加利福尼亚州和印度的设计中心均通过了 ISO/TS-16949:2009 认证。 Microchip 的PIC® MCU 与 dsPIC® DSC、KEELOQ® 跳码器件、串行 EEPROM、单片机外设、非易失性存储器和模拟产品严格遵守公司的质量体系流程。此外， Microchip 在开发系统的设计和生产方面的质量体系也已通过了ISO 9001:2000 认证。


目录

第 1 章简介

1.1 概述 .............................................................................................................. 111.2 特性 .............................................................................................................. 131.3 包含内容 ....................................................................................................... 131.4 参考文档和网上研讨会 ................................................................................. 14

第 2 章使用入门

2.1 开发板设置 ................................................................................................... 152.2 编程和调试应用程序代码 .............................................................................. 16

第 3 章硬件

3.1 硬件架构 ....................................................................................................... 173.2 PIM 配置 ....................................................................................................... 203.3 开发板连接器 ................................................................................................ 243.4 用户接口硬件 ................................................................................................ 27

第 4 章故障排除

4.1 常见问题 ....................................................................................................... 29附录 A 开发板布线和原理图

附录 B 电气规范

© 2011 Microchip Technology Inc. DS70610A_CN 第 3 页


注：

DS70610A_CN 第 4 页 © 2011 Microchip Technology Inc.


前言

简介

本章包含使用 dsPICDEM™ 步进电机控制（Motor Control Stepper Motor，MCSM）开发板前需要了解的一般信息。内容包括：

• 文档编排

• 本指南使用的约定

• 保修登记

• 推荐读物

• Microchip 网站

• 开发系统变更通知客户服务

• 客户支持

• 文档版本历史

文档编排

本文档介绍了如何使用 dsPICDEM MCSM 开发板。本手册的内容编排如下：

• 第 1 章“简介” —— 本章介绍了 dsPICDEM MCSM 开发板并简要概述了开发板的特性。

• 第 2 章 “使用入门”—— 本章提供了 dsPICDEM MCSM 开发板的入门信息。

• 第 3 章 “硬件”—— 本章介绍了 dsPICDEM MCSM 开发板上的硬件。

• 第 4 章“故障排除”—— 本章提供了解决使用 dsPICDEM MCSM 开发板时所遇到问题的信息。

客户须知

所有文档均会过时，本文档也不例外。 Microchip 的工具和文档将不断演变以满足客户的需求，因此实际使用中有些对话框和 / 或工具说明可能与本文档所述之内容有所不同。请访问我们的网站（www.microchip.com）获取新文档。

文档均标记有“DS”编号。该编号出现在每页底部的页码之前。 DS 编号的命名约定为“DSXXXXXA”，其中 “XXXXX”为文档编号，“A”为文档版本。

欲了解开发工具的新信息，请参考 MPLAB® IDE 在线帮助。从 Help （帮助）菜单选择 Topics（主题），打开现有在线帮助文件列表。



• 附录 A“开发板布线和原理图”—— 本附录提供了硬件布线图以及dsPICDEM MCSM 开发板的原理图。

• 附录 B“电气规范”—— 本附录提供了 dsPICDEM MCSM 开发板的相关电气规范。


前言

本指南使用的约定

本手册采用以下文档约定：

文档约定

说明涵义示例

Arial 字体：

斜体字参考书目 MPLAB® IDE User's Guide需强调的文字 …… 仅有的编译器 ……

首字母大写窗口 Output 窗口

对话框 Settings 对话框

菜单选择选择 Enable Programmer引用窗口或对话框中的字段名 “Save project before build”带右尖括号且有下划线的斜体文字

菜单路径 File>Save

粗体字对话框按钮单击 OK选项卡单击 Power 选项卡

0xnnnn 十六进制数， n 是其中一位 0xFFFF， 0x007A尖括号 < > 括起的文字键盘上的按键按 <Enter>， <F1>Courier New 字体：

常规 Courier New 源代码示例 #define START

文件名 autoexec.bat

文件路径 c:\mcc18\h

关键字 _asm， _endasm， static

命令行选项 -Opa+，-Opa-

二进制位值 0， 1

常量 0xFF， ‘A’‘bnnnn 二进制数， n是其中一位 ‘b00100， ‘b10斜体 Courier New 可变参数 file.o，其中 file可以是任

一有效文件名

方括号 [ ] 可选参数 mcc18 [选项] file [选项]

花括号和竖线： { | } 选择互斥参数； “或”选择 errorlevel {0|1}

省略号 ... 代替重复文字 var_name [, var_name...]

表示由用户提供的代码 void main (void){ ...}



保修登记

请填写随附的保修登记卡（Warranty Registration Card）并尽快寄出。寄出保修登记卡的用户将可收到新产品更新信息。可在 Microchip 网站上获得临时软件版本。

推荐读物

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前言

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要下载这些文档，请访问 Microchip 网站 www.microchip.com。

MICROCHIP 网站

Microchip 网站（www.microchip.com）为客户提供在线支持。客户可通过该网站方便地获取文件和信息。该网站包含以下信息：

• 产品支持 ——数据手册和勘误表、应用笔记和示例程序、设计资源、用户指南以及硬件支持文档、新的软件版本以及归档软件

• 一般技术支持——常见问题解答（FAQ）、技术支持请求、在线讨论组以及Microchip 顾问计划成员名单

• Microchip 业务 ——产品选型和订购指南、新 Microchip 新闻稿、研讨会和活动安排表、 Microchip 销售办事处、代理商以及工厂代表列表

开发系统变更通知客户服务

Microchip 的客户通知服务有助于客户了解 Microchip 产品的新信息。注册客户可在他们感兴趣的某个产品系列或开发工具发生变更、更新、发布新版本或勘误表时，收到电子邮件通知。

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开发系统产品的分类如下：

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• 仿真器——Microchip 在线仿真器的新信息，其中包括 MPLAB ICE 2000、MPLAB ICE 4000 和 MPLAB REAL ICE™。

• 在线调试器 ——Microchip 在线调试器 MPLAB ICD 2 的新信息。

• MPLAB® IDE——关于开发系统工具的Windows®集成开发环境Microchip MPLAB IDE 的新信息，主要针对 MPLAB IDE、MPLAB SIM 模拟器、MPLAB IDE 项目管理器以及一般编辑和调试功能。

• 编程器——Microchip 编程器的新信息，包括 MPLAB PM3 和 PRO MATE® II 器件编程器以及 PICSTART® Plus 和 PICkit™ 1 开发编程器。


http://www.microchip.com

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客户支持

Microchip 产品的用户可通过以下渠道获取帮助：

• 代理商或代表

• 当地销售办事处

• 应用工程师（FAE）• 技术支持

客户应联系其代理商、代表或应用工程师（FAE）寻求支持。当地销售办事处也可为客户提供帮助。本文档后附有销售办事处的联系方式。

也可通过 http://support.microchip.com 获得网上技术支持

文档版本历史

版本 A （2009 年 9 月）

本文档的初始版本。


http://support.microchip.com


第 1 章简介

dsPICDEM MCSM 开发板用于在不更改硬件配置的情况下控制单极性和双极性步进电机。本开发板灵活且经济高效，可以通过不同的方式进行配置，以便与 Microchip 的专用 dsPIC33F 电机控制数字信号控制器（DSC）配合使用。

dsPICDEM MCSM 开发板提供了两种安装选项，或是连接 28 引脚的 SOIC 器件，或是连接通用的 100 引脚接插模块（Plug-In Module，PIM）。开发板上还有两个全桥逆变器。本硬件的设计使得采用双极性或单极性配置的 8 线、6 线或 4 线步进电机时，不需要进行任何硬件更改。本章涵盖的主题包括：

• 概述

• 特性

• 包含内容

• 参考文档和网上研讨会

1.1 概述

图 1-1 是 dsPICDEM MCSM 开发板的照片。dsPIC33F 器件使用 MOSFET 驱动器驱动两个全桥逆变器为电机绕组供电。开发板包含执行以下功能的各种电路：

• 用两个板上全桥逆变器驱动两个电机绕组

• 测量反馈和其他模拟信号（即电流、直流电压、电位计和故障信号）

• 通过 USB 与主机计算机或外部设备通信

dsPICDEM MCSM 开发板支持高 80V 的端电压和高 3A 的电流。更多详细信息，请参见附录 B“电气规范”。



图 1-1： dsPICDEM™ MCSM 开发板


简介

1.2 特性

本开发板的主要特性包括：

• 支持的器件：

- 28引脚至 100引脚 dsPIC33FJ12MC202 PIM（MA330014），对应 dsPIC33F 电机控制器件插座（U2）

- 44 引脚至 100 引脚 dsPIC33FJ32MC204 PIM（MA330017）和 dsPIC33FJ128MC804 PIM（MA330018），对应dsPIC33F电机控制器件插座（U2）

- 100 引脚至 100 引脚 dsPIC33FJ256MC710 PIM（MA330013），对应 dsPIC33F 电机控制器件插座（U2）

- SOIC 封装（U3）的 dsPIC33FJ12MC202 电机控制器件

• 电机控制接口：

- 两个全桥逆变器

- 两个相电流检测电阻

- 直流母线电压检测电阻

- 过流保护

• 输入 / 输出控制开关：

- 一个按钮（S1）- 复位按钮（RESET）- 10 kΩ 电位计（POT）- 全桥配置的 PWM 输出的 LED 指示灯

- 指示过流的 LED 指示灯

• 通信端口：

- 通过 USB 进行 UART 通信（J4）• 内置电源

- 15V 电源，大可用功率 11W- 3.3V 电源，大可用功率 2W

• 电源连接器：

- 用于控制器和功率级的 24V 电源输入连接器（J6）- 用于功率级的辅助电源快接插片连接器（BP1 和 BP2）

• 编程连接器：

- 用于编程 dsPIC® DSC 器件的 ICSP™ 连接器（J2）- 用于编程 dsPIC DSC 器件的 RJ11 连接器（J1）- 用于编程实现 PIC18LF2450 器件的 USB 到 UART 桥接的 ICSP 连接器（J3）

1.3 包含内容

注：提供以下两种配置的 MCSM 开发板：

• dsPICDEM MCSM 开发板

• dsPICDEM MCSM 开发板工具包



部件编号为 DM330022 的 dsPICDEM MCSM 开发板包含以下内容：


• dsPIC33FJ32MC204 接插模块（PIM）

• USB 到 Mini USB 电缆

• 螺丝刀

• dsPICDEM MCSM 开发板 CD ROM，其中包含：

- 本用户指南

- dsPIC 系列的数据手册

- 适用于 dsPIC DSC 器件的示例程序

部件编号为 DV330021 的 dsPICDEM MCSM 开发板工具包含有以下内容：


• dsPIC33FJ32MC204 接插模块（PIM）

• USB 到 Mini USB 电缆

• 螺丝刀

• dsPICDEM MCSM 开发板 CD ROM，其中包含：

- 本用户指南

- dsPIC DSC 系列的数据手册

- 适用于 dsPIC DSC 器件的示例程序

• 24V 电源

• Leadshine 步进电机（P/N 42HS03）参见以下链接：

http://www.leadshine.com

如果工具包中缺少任何组件，请与本手册后一页列出的离您近的 Microchip 销售办事处联系。

1.4 参考文档和网上研讨会

除了“推荐读物”部分列出的文档外，Microchip还提供了以下文档为dsPICDEM MCSM 开发板的使用提供支持。

• AN907 “Stepping Motors Fundamentals”• AN906 “Stepper Motor Control Using the PIC16F684”• AN822 “Motor Microstepping with PIC18C452”• 步进电机网上研讨会的网址为：

http://techtrain.microchip.com/webseminars/Archived.aspx- 步进电机第 1 部分：步进电机类型

- 步进电机第 2 部分：步进电机控制

可从距您近的 Microchip 销售办事处（在本文档后一页列出）获得这些参考文档或从 Microchip 网站下载。


http://techtrain.microchip.com/webseminars/Archived.aspx


第 2 章使用入门

本章介绍了如何设置 dsPICDEM MCSM 开发板的硬件和软件以及如何运行所包含的演示软件。有关开发板及其元件的详细信息，请参见第 3 章“硬件”。

本章包含以下主题：

• 开发板设置

• 编程和调试应用程序代码

2.1 开发板设置

以下步骤介绍如何设置 dsPICDEM MCSM 开发板来运行演示软件。用于演示的步进电机是 Leadshine 步进电机（P/N 42HS03）。

1. 将 dsPICDEM MCSM 开发板放置到坚固的绝缘平台上。

2. 确保将 dsPIC33FJ32MC204 器件或相应的 PIM 安装到对应的插座上。

3. 将步进电机（42HS03）连接到 J8。按双极性串联方式连接电机的各相（如表 2-1所述）。

警告

dsPICDEM MCSM 开发板用于驱动双极性或单极性步进电机。在连接电机之前，要确保电机

的额定功率等于或小于开发板的额定功率（如附录 B“电气规范”所示）。同时，应确保配置

电阻适用于固件以及插座中安装的具体dsPIC DSC器件。如果不遵从该警告，可能导致开发板

和电机出现故障，并可能造成物理损坏。

在开始入门过程之前，先目视检查开发板和电机是否连接好以及是否有机械损坏。如果有机械损坏，则不要给开发板上电。否则，可能会对设备造成进一步损坏。在这种情况下，请立即联系当地的 Microchip 销售办事处或分销商。

表 2-1：电机配置表

J8 引脚编号 J8 引脚名称双极性串联双极性并联双极性半绕组单极性

1 NC 绿 + 黄 — 黄 —2 M1 黑黑 + 黄黑黑

3 DC+ — — 橙绿 + 黄

4 M2 橙绿 + 橙绿橙

5 M3 红红 + 白红红

6 DC+ — — 白蓝 + 白

7 M4 棕蓝 + 棕蓝棕

8 NC 蓝 + 白 — 棕 —



4. 将 24V 电源连接到 J6。5. 按下 S1 运行电机。

6. 通过电位计改变电机的速度。

7. 按下 S1 切换到整步波形模式、整步、半步和各种微步模式。在 256 微步设置之后，按下 S1 将使电机停止。再次按下 S1 将重复该循环。

使用板上电位计和开关按钮操作 dsPICDEM MCSM 开发板不能提供大多数应用中要求的灵活性，这样操作只是为了快速入门演示。要使用实时通信工具更好地控制电机，请参见下一节。

2.2 编程和调试应用程序代码

以下步骤介绍了如何在调试模式下对 dsPICDEM MCSM 开发板编程：

1. 将 dsPICDEM MCSM 开发板放置到坚固的绝缘平台上。

2. 确保将 dsPIC33FJ32MC204 器件或相应的 PIM 安装到对应的插座上。

3. 将步进电机（42HS03）连接到 J8。按双极性串联方式连接电机的各相（如表2-1所述）。

4. 将 24V 电源连接到 J6。5. 将 PICkit™ 3 在线调试器 / 编程器、MPLAB® ICD 3 或 MPLAB REAL ICE™ 在线

仿真器连接到计算机以及开发板的 J1 或 J2。6. 在 J4 和计算机之间连接 USB 电缆。

7. 从 Microchip 网站下载适用于 dsPIC33FJ32MC204 的代码。

8. 编译项目并将程序下载到处理器中。

9. 当处于调试模式时，单击 Run（运行）图标。

注：有关运行步进电机的更多信息，请参见第 1.4 节“参考文档和网上研讨会”。



第 3 章硬件

本章介绍 dsPICDEM MCSM 开发板上使用的硬件。涵盖的主题包括：

• 硬件架构

• PIM 配置

• 开发板连接器

• 用户接口硬件

3.1 硬件架构

此 dsPIC DSC 器件的主要特性包括：采用互补模式输出的 8 通道高速 PWM、PWM 重载周期时的可编程 ADC 触发、数字死区控制、内部直通保护以及硬件故障关闭。

由于上述特性，在实现需要完全控制全桥逆变器的高性能步进电机控制应用时， dsPIC DSC 自然成为理想的解决方案。

图 3-1 提供了开发板硬件的简化框图。

图 3-1： dsPICDEM™ MCSM 开发板框图

dsPIC33FJXXXMCXXXPIM

驱动器

IMOTOR1

FAULT

IMOTOR2

安全电流级别

放大器

放大器

比较器

PWM1H1

DC_BUS

24 VDC

BP1BP2

J5

J7

J6

15V3.3V

稳压器稳压器

PWM1L1PWM1H2PWM1L2PWM1H3PWM1L3PWM2H1PWM2L1

M1

M2

M3

M4

J8

M

UART到

USBUSB

J4

ICD2

J1/J2

3.3V

POT

S1

DC_BUS

M1M2

M3M4



3.1.1 功率级

dsPICDEM MCSM 开发板具有两个全桥逆变器来驱动双极性步进电机。MOSFET 栅极驱动信号由 15V 永久电源供电，而全桥逆变器可由高 80V 的电源供电。

3.1.1.1 MOSFET 驱动器

尽管dsPIC DSC器件可工作在互补PWM模式，但仍可工作在独立PWM模式。在独立 PWM 模式下，将禁止内部死区控制和直通保护电路。为了保护功率级免遭独立 PWM模式下的高直通电流破坏，所选的 MOSFET 驱动器还具有内置直通保护和一个小固定死区。在独立PWM模式下，开发板适合于对两个有刷直流电机实现双旋转方向控制，或对多四个直流电机实现单旋转方向控制。

3.1.1.2 开关拓扑

采用全桥拓扑驱动步进电机时，要求互为对角线的MOSFET同时导通和关断，从而使驱动电流反向以及适应所有可能的衰减模式。因为所有的 PWMxHx 引脚同时导通（例如，PWM1H1和PWM1H2），所以不可能使用PWMxHx信号驱动所有上桥臂MOSFET。图 3-2 显示了 PWM 和 MOSFET 的分配。

将上桥臂PWM引脚驱动为有效时，电流会沿一个方向流过电机绕组，而将下桥臂PWM引脚驱动为有效时，电流会沿相反方向流过绕组。通过使用此拓扑，除了 dsPIC PWM 改写功能外，还可实现绕组电流的所有衰减模式。

有关完整的原理图和 PWM 引脚分配，请参见附录 A “开发板布线和原理图”。

图 3-2： MOSFET PWM 分配

T1 T2 T1 T2

PW

M1H

1P

WM

1L1 P

WM

1H2

PW

M1L2

PWM1H1

PWM1L1

PWM1H2

PWM1L2

T1

PW

M1H

1P

WM

1L1 P

WM

1H2

PW

M1L2


硬件

3.1.2 电流检测

两个电机绕组分别有一个用于电流检测的电阻。为了读取正负电流，放大器电路在设计上采用 VREF = AVDD/2 的偏移量。放大器增益允许 ±2.2A 的大电流范围。

要计算放大器增益，请使用公式 3-1 中提供的公式：

公式 3-1：放大器增益计算公式

公式 3-1 中所示公式为完整公式的简化版本，仅当 R28 = R29 = R33 = R34 且 R27 = R35 时有效。如果需要更改放大器增益，请使用上述公式按照所需增益计算 R27，然后将R27 和 R35 都替换为计算出的电阻值。对 R39 和 R45 做同样的更改。

利用简单的电阻分压器测量提供给功率级的直流电压。为此，要计算DC_REF信号，请使用公式 3-2 中提供的公式：

公式 3-2： DC_REF 信号计算公式

在 PI 环计算以及自动确定电机电感和电阻等算法中，需要采用此测量值。

3.1.3 故障保护

dsPICDEM MCSM 开发板具有可触发 PWM 关断的过流故障检测。每个相电流经过放大，然后与固定的“安全”电流值进行比较。为 dsPICDEM MCSM开发板设置了 1.7A 的电流值；但是，用户可通过改变由 R48 和 R51 组成的电阻分压来更改此限值。当两个相电流中的任何一个超过“安全”电流级别时，将触发故障信号，dsPIC DSC 硬件模块将自动关断所有 PWM 输出。

仅当电机绕组中存在过流时，才点亮故障 LED（D15）。在内部 dsPIC 故障电路关闭PWM引脚之后，故障LED将立即熄灭。在这种情况下，因为点亮时间极短，用户不会看到 LED 点亮。仅当故障持续存在时（即禁止软件故障关断时），才能看到故障 LED点亮。

有关 PWM 模块故障功能的详细信息，请参见《dsPIC33F 系列参考手册》中的第 14 章“电机控制 PWM”（DS70187C_CN）。

增益 RSHUNTR27

R28 R29+------------------------⋅=

注：默认增益值为 0.75V/A，采用 10 位 ADC 时，允许 67 µA/ 位的分辨率。

DC_REF 128------DC_BUS=

警告

如果故障 LED 常亮，应立即关闭开发板的电源，以避免损坏功率 MOSFET。



3.2 PIM 配置

本节汇总了将PIM引脚连接到dsPIC DSC引脚所需的电阻配置。可在dsPICDEM MCSM 开发板上配置以下 PIM：

• dsPIC33FJ256MC710 PIM（MA330013）• dsPIC33FJ12MC202 PIM（MA330014）• dsPIC33FJ32MC204 PIM（MA330017）• dsPIC33FJ128MC804 PIM（MA330018）表 3-1、表 3-2 和表 3-3 描述了 PIM 配置细节。dsPIC33FJ32MC204 和dsPIC33FJ128MC804 PIM 引脚兼容，共用同一个表。


硬件

表 3-1： dsPIC33FJ256MC710 配置细节 (1)

PIM 引脚编号MCSM 开发板上的

标记

dsPIC33FJ256MC710备注 / 开发板电阻配置引脚编号引脚名称

3 PWM1H3 3 PWM3H/RE5 —4 PWM2L1 4 PWM4L/RE6 —5 PWM2H1 5 PWM4H/RE7 —13 MCLR 13 MCLR —18 PWM2H1 — AN20/FLTA/INT1/RE8 未使用，引脚设置为输入

19 FAULT_1 19 AN21/FLTB/INT2/RE9 焊接 R86，去掉 R8720 POT 20 AN5/QEB/CN7/RB5 未使用，引脚设置为输入

22 POT 22 AN3/INDX/CN5/RB3 —23 DC_REF 23 AN2/SS1/CN4/RB2 —24 IMOTOR2 24 PGEC3/AN1/CN3/RB1 —25 IMOTOR1 25 PGED3/AN0/CN2/RB0 —26 PGC 26 PGEC1/AN6/OCFA/RB6 —27 PGD 27 PGED1/AN7/RB7 —35 DC_REF 35 AN11/RB11 未使用，引脚设置为输入

41 POT 41 AN12/RB12 未使用，引脚设置为输入

49 USB_RX 49 U2RX/CN17/RF4 —50 USB_TX 50 U2TX/CN18/RF5 —51 USB_TX 51 U1TX/RF3 —52 USB_RX 52 U1RX/RF2 —54 USB_VBUS — SDI1/RF7 未使用，引脚设置为输入

55 USB_3.3V — SCK1/INT0/RF6 未使用，引脚设置为输入

56 USB_D- — SDA1/RG3 未使用，引脚设置为输入

57 USB_D+ — SCL1/RG2 未使用，引脚设置为输入

63 OSCI 63 OSC1/CLKIN/RC12 —64 OSCO 64 OSC2/CLKO/RC15 —68 FAULT_1 68 IC1/RD8 未使用，引脚设置为输入

70 BTN_1 70 IC3/RD10 —76 USB_TX 76 OC2/RD1 未使用，引脚设置为输入

77 PWM2H1 77 OC3/RD2 未使用，引脚设置为输入

78 PWM2L1 78 OC4/RD3 未使用，引脚设置为输入

83 USB_TX — OC7/CN15/RD6 未使用，引脚设置为输入

84 USB_RX — OC8/UPDN//CN16/RD7 未使用，引脚设置为输入

93 PWM1L1 93 PWM1L/RE0 —94 PWM1H1 94 PWM1H/RE1 —98 PWM1L2 98 PWM2L/RE2 —99 PWM1H2 99 PWM2H/RE3 —100 PWM1L3 100 PWM3L/RE4 —

注 1：当使用 dsPIC33FJ256MC710 时，需要将 PIM 引脚 19 设置为 FAULT_1。可通过焊接适当的电阻针对

FAULT_1 或 PWM2L1 信号配置 PIM 引脚 19，如下所示：

• 对于 FAULT_1：去掉 R87，焊接 R86• 对于 PWM2L1：去掉 R86，焊接 R87（默认）



表 3-2： dsPIC33FJ12MC202 配置细节 (1,2)

PIM 引脚编号

MCSM 开发板上的标记

dsPIC33FJ12MC202PIM 电阻配置

引脚编号引脚名称

3 PWM1H3 18 TDI/PWM1H3/RP10/CN16/RB10 焊接 R124 PWM2L1 — — —5 PWM2H1 — — —13 MCLR 26 MCLR —18 PWM2H1 14 TCK/PWM2H1/SCL1/RP8/CN22/RB8 焊接 R1119 PWML1 15 TDO/PWM2L1/SDA1/RP9/CN21/RB9 焊接 R14，焊接 R1320 POT 2 PGC1/EMUC1/AN3/RP1/CN5/RB1 焊接 R31，去掉 R2122 POT — — 去掉 R923 DC_REF — — —24 IMOTOR2 28 PGC2/EMUC2/AN1/VREF-/CN3/RA1 焊接 R25，去掉 R2625 IMOTOR1 27 PGD2/EMUD2/AN0/VREF+/CN2/RA0 焊接 R24，去掉 R2726 PGC 9 PGC3/EMUC3/SOSCO/T1CK/CN0/RA4 —27 PGD 8 PGD3/EMUD3/SOSCI/RP4/CN1/RB4 —35 DC_REF 1 PGD1/EMUD1/AN2/RP0/CN4/RB0 焊接 R20，去掉 R2841 POT — — —49 USB_RX — — —50 USB_TX — — —51 USB_TX — — —52 USB_RX — — —54 USB_VBUS — — —55 USB_3.3V — — —56 USB_D- — — —57 USB_D+ — — —63 OSCI 6 OSCI/CLKI/CN30/RA2 —64 OSCO 7 OSCO/CLKO/CN29/RA3 —68 FAULT_1 11 ASDA1/RP5/CN27/RB5 焊接 R6，去掉 R5 和 R3370 BTN_1 13 INT0/RP7/CN23/RB7 焊接 R10，去掉 R976 USB_TX — — —77 PWM2H1 — — —78 PWM2L1 — — —83 USB_TX 3 AN4/RP2/CN6/RB2 焊接 R30，去掉 R2284 USB_RX 4 AN5/RP3/CN7/RB3 焊接 R29，去掉 R2393 PWM1L1 23 PWM1L1/RP15/CN11/RB15 焊接 R1994 PWM1H1 22 PWM1H1/RP14/CN12/RB14 焊接 R1898 PWM1L2 21 PWM1L2/RP13/CN13/RB13 焊接 R1799 PWM1H2 20 PWM1H2/RP12/CN14/RB12 焊接 R16

100 PWM1L3 19 TMS/PWM1L3/RP11/CN15/RB11 焊接 R15注 1：如果标准 dsPICDEM MCSM 开发板与标准 dsPIC33FJ12MC202 PIM 一起使用，则不需要任何硬件更改。

2：可通过焊接适当的电阻针对 FAULT_1 或 PWM2L1 信号配置 PIM 引脚 19，如下所示：



硬件

表 3-3： dsPIC33FJ32MC204 和 dsPIC33FJ128MC804 配置细节 (1,2)

PIM 引脚编号

MCSM 开发板上的标记

dsPIC33FJ32MC204dsPIC33FJ128MC804 PIM 电阻配置

引脚编号引脚名称

3 PWM1H3 8 PGED2/EMUD2/PWM1H3/RP10/CN16/RB10 焊接 R64 PWM2L1 — — —5 PWM2H1 — — —

13 MCLR 18 MCLR —18 PWM2H1 44 SCL1/RP8/CN22/RB8 未使用，引脚设置为输入

19 PWM2L1 1 SDA1/RP9/CN21/RB9 未使用，引脚设置为输入

20 POT 26 AN7/RP17/CN9/RC1 未使用，引脚设置为输入

22 POT — — —23 DC_REF — — —24 IMOTOR2 20 AN1/VREF-/CN3/RA1 焊接 R1325 IMOTOR1 19 AN0/VREF+/CN2/RA0 焊接 R1226 PGC 42 PGEC3/EMUC3/ASCL1/RP6/CN24/RB6 —27 PGD 41 PGED3/EMUD3/ASDA1/RP5/CN27/RB5 —35 DC_REF 21 PGED1/EMUD1/AN2/C2IN-/RP0/CN4/RB0 焊接 R1441 POT 22 PGEC1/EMUC1/AN3/C2IN+/RP1/CN5/RB1 焊接 R2249 USB_RX — — —50 USB_TX — — —51 USB_TX — — —52 USB_RX — — —54 USB_VBUS — — —55 USB_3.3V — — —56 USB_D- — — —57 USB_D+ — — —63 OSCI 30 OSCI/CLKI/CN30/RA2 —64 OSCO 31 OSCO/CLKO/CN29/RA3 —68 FAULT_1 4 RP24/CN20/RC8 焊接 R2，去掉 R1870 BTN_1 43 INT0/RP7/CN23/RB7 焊接 R3，去掉 R2676 USB_TX 38 RP21/CN26/RC5 焊接 R3077 PWM2H1 2 PWM2H1/RP22/CN18/RC6 焊接 R3278 PWM2L1 3 PWM2L1/RP23/CN17/RC7 焊接 R3183 USB_TX 32 TDO/RA8 未使用，引脚设置为输入

84 USB_RX 33 SOSCI/RP4/CN1/RB4 焊接 R2093 PWM1L1 15 PWM1L1/RP15/CN11/RB15 焊接 R1194 PWM1H1 14 PWM1H1/RP14/CN12/RB14 焊接 R1098 PWM1L2 11 PWM1L2/RP13/CN13/RB13 焊接 R999 PWM1H2 10 PWM1H2/RP12/CN14/RB12 焊接 R7100 PWM1L3 9 PGEC2/EMUC2/PWM1L3/RP11/CN15/RB11 焊接 R8

注 1：如果标准 dsPICDEM MCSM 开发板与标准 dsPIC33FJ12MC204 或 dsPIC33FJ128MC804 PIM 一起使用，

则不需要任何硬件更改。

2：可通过焊接适当的电阻针对 FAULT_1 或 PWM2L1 信号配置 PIM 引脚 19，如下所示：




3.3 开发板连接器

图 3-3 显示了 dsPICDEM MCSM 开发板上提供的各种用户接口元件。表 3-4 介绍了 PICkit™ 3、MPLAB® ICD 3 或 MPLAB REAL ICE™ 在线仿真器、电源与 dsPICDEM MCSM 开发板连接器之间的硬件连接。

图 3-3： dsPICDEM™ MCSM 开发板用户接口元件

表 3-4： dsPICDEM™ MCSM 开发板用户接口元件

J8

D3-D10S1POT1

J2

J1

J4

J3

BP2

BP1 J7

J5 J6

RESET

U2

标识说明

BP1-BP2 辅助电源连接器

D3-D10 PWM LEDS1 按钮开关 1

RESET 器件复位开关

POT1 电位计

U2 接插模块（PIM）适配器

J1 用于编程 dsPIC® DSC 器件的 RJ11（6 引脚连接器）

J2 用于编程 dsPIC DSC 器件的 ICSP 连接器

J3 用于编程实现 PIC18LF2450 器件的 USB 到 UART 桥接的 ICSP™ 编程接口连接器

J4 USB 接口端口

J5 24V 电源选择跳线

J6 24V 输入电源连接器

J7 辅助电源选择跳线

J8 电机电源连接器


硬件

3.3.1 输入电源连接器（J6，BP1-BP2）dsPICDEM MCSM 开发板通过 +24V 电源为控制电路供电。本开发板始终需要 24V 电源，因为 24V电源为dsPIC DSC以及 dsPIC DSC和功率级之间的接口提供必需的 15V 和 3.3V 电压。功率级直流母线电压可通过 J6 或 BP1-BP2 连接器连接到开发板。

3.3.2 直流母线电源连接器（J5 和 J7）默认情况下，跳线 J5 短接，跳线 J7 断开，+24V 输入电源连接到 J6，为控制电路和开发板提供直流母线电压。如果跳线 J7 短接，跳线 J5 断开，则 BP1-BP2 连接器为开发板功率级提供直流母线电压，J6 为控制电路供电。

可在 BP1 和 BP2 之间连接 0-80V DC 电源。

3.3.3 USB 接口（J4）开发板将板上 PIC18 接口用作 UART 和 USB 之间的桥接。根据具体使用的 dsPIC33F器件，PIC18 UART 引脚连接到 dsPIC33F 器件的相应端口。对于不具有可重映射外设的特定器件，器件指定的端口提供了额外的 UART RX/TX 用于 UART 通信。

对于具有嵌入式 USB 端口的 dsPIC DSC 器件，R7、R8、R9 和 R10 采用 0Ω 电阻，并通过去掉 R84 和 R85 来禁止 PIC18 USB 通信。

3.3.4 用于 dsPIC DSC 的 ICSP 连接器（J1/J2）MPLAB ICD 3和MPLAB REAL ICE连接器是RJ11孔式连接器（J1），用于将MPLAB ICD 3 或 MPLAB REAL ICE 在线调试器连接到 dsPIC33F 器件以进行编程和调试。可通过 6 引脚 ICSP 连接器（J2）将 PICkit 3 在线调试器 / 编程器连接到开发板。

3.3.5 用于 PIC18 的 ICSP（J3）J3 是 6 引脚连接器，用于将 PICkit 3 在线调试器 / 编程器连接到 PIC18F 器件。开发板将板上PIC18接口用作UART和USB之间的桥接。可将PIC18F编程为用于USB通信。

3.3.6 电机连接器（J8）电机连接器具有八个端子。表 3-5 列出了每个端子的功能。

表 3-5：电机连接器细节

端子编号标识说明

1 NC 未连接

2 M1 电机线 1（相 1）3 DC+ 直流母线电压

4 M2 电机线 2（相 1）5 M3 电机线 3（相 2）6 DC+ 直流母线电压

7 M4 电机线 4（相 2）8 NC 未连接



连接器的配置使得全部八条电机线可采用所有可能的配置进行连接。考虑到双极性配置（串联或半绕组）中的八线电机，将有两条线悬空。提供NC引脚来连接这两条悬空线。

将直流母线连接置于两个不同相的线之间，以便于连接单极性配置中绕组的中心分接。有关如何将所有可能配置的电机线连接到 J8 的详细信息，请参见表 3。

3.3.7 测试点

表 3-6 列出了可用于检查各种信号的测试点。

表 3-6：测试点

测试点说明

POT POT 信号

15V 15V MOSFET 驱动器电源

3.3V 3.3V 数字电源

AVDD 模拟电源（3.3V）AVSS 模拟地

IMOTOR1 电机电流（相 1）IMOTOR2 电机电流（相 2）VREF 零电流参考电压

DC_REF 至 ADC 的 DC_BUS 电压输入

IREF 用于故障检测的参考电流

PWM1H1 线 1 上桥臂开关的 PWM 输出

PWM1L1 线 1 下桥臂开关的 PWM 输出

PWM1H2 线 2 下桥臂开关的 PWM 输出

PWM1L2 线 2 上桥臂开关的 PWM 输出

PWM1H3 线 3 上桥臂开关的 PWM 输出

PWM1L3 线 3 下桥臂开关的 PWM 输出

PWM2H1 线 4 下桥臂开关的 PWM 输出

PWM2L1 线 4 上桥臂开关的 PWM 输出


硬件

3.4 用户接口硬件

dsPICDEM MCSM 开发板包含以下按钮、LED 和电位计：

• 一个按钮

• 一个电位计

• 八个 PWM LED• 一个上电状态 LED• 两个 USB LED• 一个故障 LED• 器件复位按钮

表 3-7：指示灯和人机接口

标记硬件元件说明

S1 按钮；此按钮连接到一个端口引脚。当短暂按下时，开关将相应的端口引脚连接到地。

POT1 10 kΩ 电位计；连接到模拟输入引脚。

RESET 按钮；当按下此按钮时将复位器件。

D1 USB 通信指示灯，指示是否检测到器件。

D2 USB 总线指示灯，指示器件是否连接到 USB 总线。

D3-D10 LED，指示 PWM 引脚状态。当 LED 点亮时，相应的 PWM 引脚为高电平。

D14 上电状态 LED，指示 +3.3V 稳压器的状态。

D15 故障 LED ；指示是否过流。



注：



第 4 章故障排除

本章提供了解决使用 dsPICDEM MCSM 开发板时所遇到问题的信息。

4.1 常见问题

1. 问题：DMCI 中 USB 连接失败（黄色和绿色 LED 点亮）

出现此情况时会伴随以下错误消息：

图 4-1： DMCI 连接故障

解决方案：

a) 断开 USB 电缆。断开连接时绿色 LED 熄灭。

b) 重新连接 USB 电缆。重新连接时，黄色 LED 熄灭，绿色 LED 点亮。

2. 问题：开关噪声使用步进电机时，电感频繁地导通和关断。这会产生开关噪声，使用示波器可看到此噪声。

解决方案：要正确测量信号，将一个探头连接到目标信号，另一个探头接地，然后执行信号减法。得到的信号就是 dsPIC DSC 收到的信号。



注：



附录 A 开发板布线和原理图

图 A-1： dsPICDEM™ MCSM 开发板布线（俯视图）



图 A-2： dsPICDEM™ MCSM 开发板原理图（第 1 页，共 3 页）

PW

M1L

3P

WM

1H3

PW

M2L

1P

WM

2H1

PW

M1L

2

PW

M1L

1P

WM

1H1

PW

M1H

2


开发板布线和原理图


12 3

A56

7B

D13

SS1

P3L

1413 12

D

89 10

C

123

A

D11

BAT1

7

5 67

B

89 10

C



附录 B 电气规范

本附录提供 dsPICDEM MCSM 开发板的重要电气规范。

表 B-1：直流输入额定值

表 B-2：直流输出额定值（J8）

参数条件最小值典型值最大值单位

连接到 J6 的电源 — 18 24 35 VDC

连接到 BP1-BP2 的电源 J5 断开， J7 短接 0 24 80 VDC

参数条件最小值典型值最大值单位

电压 J5 短接， J7 断开J5 断开， J7 短接

00

2424

2480

VDC

峰值电流 — 0 1 3.5 A

额定功率 — 0 9(1) 40(2,3) W

注 1：当将电机两相驱动为导通时（每相的 4.6Ω绕组上流过 1A 电流）。

2：测试的最大功率是 40W。

3：不额外使用散热片时的最大理论功率为：80V * 1.7A = 135W。



注：



索引

B保修登记 ..............................................................................8步进电机

单极性 ........................................................................11双极性 ........................................................................11

DDC_REF 信号计算公式...................................................19dsPIC DSC 的 ICSP 连接器（J1/J2）.........................25电机连接器（J8）...........................................................25电机配置 ............................................................................15电流检测 ............................................................................19读物，推荐 ..........................................................................8

F放大器增益计算公式........................................................19

G工具包组件 ........................................................................13功率级 ................................................................................18

开关拓扑....................................................................18MOSFET 驱动器 ......................................................18

故障保护 ............................................................................19故障 LED （D15）............................................................19故障排除

DMCI 连接故障 ........................................................29开关噪声....................................................................29

H互联网地址 ..........................................................................9

J接插模块（PIM）.............................................................11

K客户支持 ............................................................................10框图 ....................................................................................12

L连接器和跳线....................................................................24

MMicrochip 互联网网站........................................................9MOSFET PWM 分配 .......................................................18

PPIC18 的 ICSP （J3）.....................................................25PIM 配置............................................................................20

dsPIC33FJ128MC804 ............................................23dsPIC33FJ12MC202 ..............................................22dsPIC33FJ256MC710 ............................................21dsPIC33FJ32MC204 ..............................................23

S输入电源连接器（J6， BP1-BP2）.............................25

T推荐读物 ............................................................................. 8

UUSB 接口（J4）..............................................................25

WWWW 地址 ......................................................................... 9文档

编排 ............................................................................. 5约定 ............................................................................. 7

X信号测试点 .......................................................................26

Y用户接口硬件 ...................................................................27原理图

第 1 页，共 3 页.......................................................32第 2 页，共 3 页.......................................................33第 3 页，共 3 页.......................................................34

Z直流母线电源连接器（J5 和 J7）.................................25指示标记和人机接口 .......................................................27主要特性 ...........................................................................13



美洲公司总部 Corporate Office2355 West Chandler Blvd.Chandler, AZ 85224-6199Tel: 1-480-792-7200 Fax: 1-480-792-7277技术支持：http://www.microchip.com/support网址：www.microchip.com亚特兰大 AtlantaDuluth, GA Tel: 1-678-957-9614 Fax: 1-678-957-1455波士顿 BostonWestborough, MA Tel: 1-774-760-0087 Fax: 1-774-760-0088芝加哥 ChicagoItasca, IL Tel: 1-630-285-0071 Fax: 1-630-285-0075克里夫兰 ClevelandIndependence, OH Tel: 1-216-447-0464 Fax: 1-216-447-0643达拉斯 DallasAddison, TX Tel: 1-972-818-7423 Fax: 1-972-818-2924底特律 DetroitFarmington Hills, MI Tel: 1-248-538-2250Fax: 1-248-538-2260印第安纳波利斯IndianapolisNoblesville, IN Tel: 1-317-773-8323Fax: 1-317-773-5453洛杉矶 Los AngelesMission Viejo, CA Tel: 1-949-462-9523 Fax: 1-949-462-9608

圣克拉拉 Santa ClaraSanta Clara, CA Tel: 1-408-961-6444Fax: 1-408-961-6445加拿大多伦多 TorontoMississauga, Ontario, CanadaTel: 1-905-673-0699 Fax: 1-905-673-6509

亚太地区

亚太总部 Asia Pacific OfficeSuites 3707-14, 37th FloorTower 6, The GatewayHarbour City, KowloonHong KongTel: 852-2401-1200Fax: 852-2401-3431中国 - 北京Tel: 86-10-8569-7000Fax: 86-10-8528-2104

中国 - 成都Tel: 86-28-8665-5511Fax: 86-28-8665-7889

中国 - 重庆Tel: 86-23-8980-9588Fax: 86-23-8980-9500

中国 - 杭州Tel: 86-571-2819-3187Fax: 86-571-2819-3189

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中国 - 沈阳Tel: 86-24-2334-2829 Fax: 86-24-2334-2393

中国 - 深圳Tel: 86-755-8203-2660 Fax: 86-755-8203-1760

中国 - 武汉Tel: 86-27-5980-5300 Fax: 86-27-5980-5118

中国 - 西安Tel: 86-29-8833-7252Fax: 86-29-8833-7256中国 - 厦门Tel: 86-592-238-8138Fax: 86-592-238-8130中国 - 珠海Tel: 86-756-321-0040 Fax: 86-756-321-0049

亚太地区

台湾地区 - 高雄Tel: 886-7-536-4818Fax: 886-7-330-9305台湾地区 - 台北Tel: 886-2-2500-6610 Fax: 886-2-2508-0102

台湾地区 - 新竹Tel: 886-3-5778-366Fax: 886-3-5770-955

澳大利亚 Australia - SydneyTel: 61-2-9868-6733 Fax: 61-2-9868-6755

印度 India - BangaloreTel: 91-80-3090-4444 Fax: 91-80-3090-4123

印度 India - New DelhiTel: 91-11-4160-8631Fax: 91-11-4160-8632

印度 India - PuneTel: 91-20-2566-1512Fax: 91-20-2566-1513

日本 Japan - YokohamaTel: 81-45-471- 6166 Fax: 81-45-471-6122韩国 Korea - DaeguTel: 82-53-744-4301Fax: 82-53-744-4302

韩国 Korea - SeoulTel: 82-2-554-7200 Fax: 82-2-558-5932 或82-2-558-5934

马来西亚 Malaysia - Kuala LumpurTel: 60-3-6201-9857Fax: 60-3-6201-9859

马来西亚 Malaysia - PenangTel: 60-4-227-8870Fax: 60-4-227-4068

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