四轴控制器使用说明书目录版权申明 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章概述 .. (5)1.1 产品简介 (4)1.2应用领域 (4)1.3图片展示 (4)第二章PCB结构及功能 (6)2.1 MCU简述 (5)2.2 PCD4641简述 (6)2.2.1PCD4641概要 (6)2.2.2特长 (6)2.2.3主要功能介绍 (6)2.3 MCU控制芯片方式说明 (8)2.4 调试接口接线线序说明 (10)2.5 BOOT接头说明 (11)2.6启动开关 (11)2.7电气接口 (12)2.7.1驱动器接头 (12)2.7.2运动反馈信号接头 (14)2.7.3励磁时序信号和通用IO口接头 (13)第三章FSMC简介及接线说明 (15)3.1 FSMC简述 (15)3.1.1 FSMC概要 (15)3.1.2 FSMC映射地址空间 (17)3.1.3 技术优势 (16)3.2 MCU访问PCD4641线序说明 (17)第四章MCU使用FSMC访问PCD4641的具体实现 (18)4.1 PCD4641A并行接口方法 (20)4.2 命令 (19)4.2.1 启动方式命令 (19)4.2.2 控制方式命令 (20)4.2.3 寄存器选择命令 (23)4.2.4 输出模式命令 (24)4.2.5状态寄存器 (26)4.3 具体的C语言实现 (24)第五章上位机通信 (28)5.1 上位机与四轴控制器的硬件连接 (28)5.2 上位机与四轴控制器的通信连接 (29)5.3 如何控制四轴控制器 (30)第六章四轴控制器开发环境使用说明 (36)6.1 与PCB板的硬件连接 (36)6.2 驱动的安装 (32)6.3 IAR开发环境的安装 (34)6.4 IDE相关设置 (35)6.5 程序的开发设计 (42)第七章下载程序 (43)7.1 用USB串口线连接四轴控制器 (39)7.2 下载程序 (44)第八章使用安全注意事项 (43)第一章概述1.1 产品简介感谢您选择脉冲电子四轴控制器，为回报客户，我们将以品质一流的四轴控制器、完善的售后服务、高效的技术支持，帮助您建立自己的运动控制系统。
Four Axis Controller V3.1是脉冲电子自主研发生产的四轴控制器，可以实现最多四个轴的运动控制、低成本构建控制系统。
本控制器可用1块芯片进行1~4轴的控制，可控制最大400Kpps的AC伺服电机进行和步进电机。
此外本控制器的控制芯片内置2相（4相）步进电机驱动时序可以直接驱动步进电机。
希望我们优越的性能、优异的质量和优秀的性价比可以帮助您成功地完成您的产品设计以及运动控制项目。
1.2应用领域本控制器适应领域广泛，包括印刷机械、装配生产线、自动化设备、电子加工设备等。
1.3图片展示图1.3.1第二章PCB结构及功能2.1 MCU简述四轴控制器选择的是STM32F407ZGT6作为MCU，该芯片是STM32F4系列里面配置较高的型号，它拥有的资源包括：集成FPU和DSP指令，并具有192KB SRAM、1024KB FLASH、12个16位定时器、2个32位定时器、2个DMA控制器（共16个通道）、3个SPI、2个全双工I2S、3个I2C、6个串口、2个USB（支持HOST /SLAVE）、2个CAN、3个12位ADC、2个12位DAC、1个RTC（带日历功能）、1个SDIO接口、1个FSMC接口、1个10/100M以太网MAC控制器、1个摄像头接口、1个硬件随机数生成器、以及112个通用IO口等。
该芯片的配置十分强悍，很多功能相对STM32F1来说进行了重大改进，比如FSMC的速度，F4刷屏速度可达3300W像素/秒，而F1的速度则只有500W左右。
同时，STM32F4的主频也提高了很多，达到168Mhz（可获得210DMIPS的处理能力），这使得STM32F4尤其适用于需要浮点运算或DSP处理的应用，也被称之为：DSC，具有非常广泛的应用前景。
◆STM32F4相对于STM32F1，主要优势如下：◆更先进的内核。
STM32F4采用Cortex M4内核，带FPU和DSP指令集，而STM32F1采用的是Cortex M3内核，不带FPU和DSP指令集。
◆更多的资源。
STM32F4拥有多达192KB的片内SRAM，带摄像头接口（DCMI）、加密处理器（CRYP）、USB高速OTG、真随机数发生器、OTP存储器等。
◆增强的外设功能。
对于相同的外设部分，STM32F4具有更快的模数转换速度、更低的ADC/DAC工作电压、32位定时器、带日历功能的实时时钟（RTC）、IO复用功能大大增强、4K字节的电池备份SRAM以及更快的USART和SPI通信速度。
◆更高的性能。
STM32F4最高运行频率可达168Mhz，而STM32F1只能到72Mhz；STM32F4拥有ART自适应实时加速器，可以达到相当于FLASH零等待周期的性能，STM32F1则需要等待周期；STM32F4的FSMC采用32位多重AHB总线矩阵，相比STM32F1总线访问速度明显提高。
◆更低的功耗。
STM32F40x的功耗为：238uA/Mhz，其中低功耗版本的STM32F401更是低到：140uA/Mhz，而STM32F1则高达421uA/Mhz。
2.2 PCD4641简述2.2.1PCD4641概要PCD4641芯片是NPM公司设计开发的一款内置驱动两相步进电机驱动时序的脉冲控制的多轴运动控制大规模集成电路。
可将本LSI当作步进电机的驱动芯片用来构成步进电机控制系统。
LSI根据CPU的读数据、写命令可进行速度和位置等的控制2.2.2特长◆ 3.3V单一电源（输入/输出/ 输入输出端子为5V）◆最高输出频率◆ 4.91Mpps（标准时钟：9.8304MHz、速度倍率：300倍）◆ 2.46Mpps（标准时钟：4.9152MHz、速度倍率：300倍）◆与CPU接口方式有两种：8bit并行接口模式、4线同步串行模式◆2相步进电机励磁时序输出功能◆单极/双极◆2-2相励磁/1-2相励磁◆励磁时序输出用的4个端子也可作为通用输出端子使用◆脉冲序列信号输出功能：CW/CCW脉冲、脉冲和方向信号◆直线/S字加减速控制方式◆外部启动/停止控制◆连续动作模式、原点复位动作模式、定位动作模式、定时动作模式◆怠速脉冲输出功能◆当前位置技术（24bit）◆减速点自动设定功能◆由ORG，+EL，-EL，STP信号的停止方法可供选择（立即停止/减速停止）◆有三种型号供选择：单轴PCD4611A、两轴PCD4621A、四轴PCD4641A2.2.3主要功能介绍-A +A -B +B-A +A -B +B-A +A -B +B-A +A -B +BX 轴Y 轴Z 轴U 轴2.3 MCU 控制芯片方式说明结构框图硬件结构2.4 调试接口接线线序说明四轴控制器STM32F4采用标准10针JTAG 接口电路如图2.4.1所示图2.3.12.5 BOOT 接头说明四轴控制器MCU 的程序自启动运行模式设置端口电路如图2.5.1所示：图2.4.1图2.4.2这是四轴控制器的启动模式选择端口（BOOT ），STM32有BOOT0（B0）和BOOT1（B1）两个启动选择引脚，用于选择复位后STM32的启动模式。
在控制器上，我们通过跳线帽选择STM32的启动模式。
上图的BOOT0和BOOT1用于设置STM32的启动方式，其对应启动模式如表2.5.1所示表 2.5.2 BOOT0、BOOT1启动模式表按表2.5.2，一般情况下如果我们想用用串口下载代码，则必须配置BOOT0为1，BOOT1为0，而如果想让STM32一按复位键就开始跑代码，则需要配置BOOT0为0，BOOT1随便设置都可以。
这里四轴控制器STM32F4开发板专门设计了一键下载电路，通过串口的DTR 和RTS 信号，来自动配置BOOT0和RST 信号，因此不需要用户来手动切换他们的状态，直接串口下载软件自动控制，可以非常方便的下载代码。
图 2.5.1启动模式图2.5.32.6启动开关当需要控制器运行的时候，按开关Start.S1，此时开关与MCU 的84PIN/PH7端口连接，控制器运行；当需要控制器停止的时候，按开关Start.S1，此时开关与MCU 的83PIN/PH6端口连接，按制器停止。
如图2.6.1所示图 2.6.1启动模式图2.6.22.7电气接口 2.7.1驱动器接头如下图所示的四个接头可分别接四个驱动器控制四个轴，信号分别为CW+、CW-、CCW+、CCW-；分别输出脉冲信号的差分信号和方向信号的差分信号。
2.7.2运动反馈信号接头如下图所示为运动控制的反馈信号接口可分别接 降速信号、原点信号、限位信号。
两个开关用作外部启停信号开关。
图2.7.1图2.7.22.7.3励磁时序信号和通用IO 口接头如下图所示的接口，可以作为普通IO 用，也可作为驱动步进电机的励磁时序接口。
第三章 FSMC 简介及接线说明3.1 FSMC 简述 3.1.1 FSMC 概要FSMC(Flexible Static Memory Controller ，可变静态存储控制器)是STM32系列采用的一种新型的存储器扩展技术。
在外部存储器扩展方面具有独特的优势，可根据系统的应用需要，方便地进行不同类型大容量静态存储器的扩展。
能够与同步或异步存储器和16位PC 存储器卡连接，STM32F4的FSMC 接口支持包括SRAM 、NAND FLASH 、NOR FLASH 和PSRAM 等存储器。
同类型的静态存储器，满足系统设计对存储容量、产品体积以及成本的综合要求。
FSMC 能够连接同步、异步存储器和 16 位 PC 存储卡。
其主要用途如下：● 将 AHB 数据通信事务转换为适当的外部器件协议 ●满足外部器件的访问时序要求所有外部存储器共享地址、数据和控制信号，但有各自的片选信号。
FSMC 一次只能访问一 个外部器件。
FSMC 具有以下主要功能：图2.7.3●连接静态存储器映射的器件：—静态随机访问存储器(SRAM)—只读存储器(ROM)— NOR Flash/OneNAND Flash— PSRAM（4 个存储区域）●两个带有ECC 硬件的NAND Flash 存储区域，可检查多达8 KB 的数据●16位PC 卡兼容设备●支持对同步器件（NOR Flash 和 PSRAM）的突发模式访问●8 或 16 位宽的数据总线●每个存储区域有独立的片选控制●每个存储区域可独立配置●可对时序进行编程，以支持各种器件，尤其是：—等待周期可编程（最多15 个时钟周期）—总线周转周期可编程（最多15 个时钟周期）—输出使能和写入使能延迟可编程（最多15 个时钟周期）—独立的读和写时序和协议，以支持各种存储器和时序●写使能和字节通道选择输出，可配合 PSRAM 和 SRAM 器件使用●将 32 位的 AHB 事务转换为针对外部 16 位或 8 位器件进行的连续 16 位或 8 位访问。