Freescale MC34940EG

Конечно, вот подробное описание микросхемы Freescale (NXP) MC34940EG, ее технические характеристики, парт-номера и совместимые аналоги.

Общее описание

MC34940EG — это интеллектуальный драйвер шагового двигателя с контроллером движения (Motion Controller) от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Это высокоинтегрированное решение, предназначенное для точного управления биполярными шаговыми двигателями в таких приложениях, как принтеры, сканеры, копировальные аппараты, банкоматы, робототехника и промышленная автоматика.

Ключевая особенность — наличие встроенного цифрового контроллера движения, который освобождает основной микроконтроллер системы от вычисления траекторий (ускорение, постоянная скорость, замедление). Микросхема получает команды высокого уровня (например, "сделать N шагов") по последовательному интерфейсу (SPI) и самостоятельно генерирует необходимые импульсы для драйвера.

Ключевые функции и особенности

1. Интегрированный контроллер движения:
   • Генерация профилей движения (трапециевидных и S-образных).
   • Управление ускорением, скоростью и позицией.
   • Встроенный ЦАП (DAC) для регулировки тока двигателя.
2. Драйвер мощности (H-мост):
   • Два полных моста (H-Bridge) для управления двумя обмотками биполярного шагового двигателя.
   • Номинальный ток до 1.5 А на обмотку (пиковый выше).
   • Защита от перегрета (thermal shutdown).
3. Интерфейс управления:
   • SPI (Serial Peripheral Interface) для связи с главным микроконтроллером.
   • Прямые входы для режима "шаг-направление" (STEP/DIR), позволяющие работать без SPI, как обычный драйвер.
4. Защитные функции:
   • Защита от перегрузки по току (current limiting).
   • Защита от короткого замыкания.
   • Защита от пониженного напряжения (undervoltage lockout - UVLO).
   • Диагностический вывод (FAULT).
5. Режимы управления шагом:
   • Полный шаг (Full step), полушаг (Half step), шаг с микрошагом (Microstepping) до 1/16 шага.

Технические характеристики (основные)

• Архитектура: Драйвер шагового двигателя + Контроллер движения.
• Напряжение питания двигателя (VM): 8 В до 40 В (максимальное напряжение).
• Напряжение питания логики (VDD): 3.0 В до 5.5 В.
• Выходной ток (номинальный, на обмотку): 1.5 А (непрерывный). Пиковый ток может быть выше при правильном теплоотводе.
• Сопротивление открытого канала (Rds(on)): ~0.5 Ом (типовое, для верхнего и нижнего ключа в сумме).
• Управление: SPI и/или прямые сигналы (STEP, DIR, ENABLE).
• Микрошаг (Microstepping): Программируется до 1/16.
• Частота тактового генератора (Oscillator): До 16 МГц (определяет максимальную скорость шагов).
• Тип корпуса: eTSSOP-38 (расширенный тонкий корпус с термопадой для улучшенного теплоотвода). Буква "EG" в парт-номере как раз обозначает этот корпус.
• Температурный диапазон: Промышленный.

Парт-номера (Part Numbers) и Совместимые модели

Микросхема имеет несколько вариантов маркировки в зависимости от производителя и упаковки. Совместимые модели — это, как правило, аналоги от других производителей с похожей или идентичной функциональностью.

1. Прямые аналоги и варианты от NXP/Freescale:

• MC34940EG — основной и самый распространенный парт-номер в корпусе eTSSOP-38.
• MC34940EP — версия в корпусе QFN-48. Имеет больше выводов, возможно, дополнительные функции или улучшенный теплоотвод.
• MC34940 — базовая часть номера без указания корпуса.

2. Функционально близкие аналоги от других производителей:

Эти микросхемы предлагают схожую комбинацию "контроллер движения + драйвер", но могут отличаться интерфейсом, максимальным током или набором функций. Внимание! При замене необходимо тщательно сверять распиновку (pinout) и datasheet.

• Texas Instruments (TI):
  • DRV8711 — более современный драйвер шагового двигателя с программируемым контроллером, SPI, микрошагом до 1/256. Очень популярный аналог.
  • DRV8818, DRV8825 — драйверы с микрошагом (до 1/32), но без сложного встроенного контроллера движения (только режим STEP/DIR).
• STMicroelectronics (ST):
  • L6470, L6472, L6474 — семейство драйверов шаговых двигателей с цифровым контроллером и SPI. Прямой и очень близкий конкурент MC34940.
  • L6480 — более продвинутая версия с повышенным напряжением и током.
• Allegro MicroSystems:
  • A4988 — простой драйвер STEP/DIR с микрошагом (до 1/16), аналог DRV8825, но без SPI-контроллера.
  • A5990 — драйвер с более интеллектуальным управлением.
• Toshiba:
  • TB67S10x и TB67S20x — серии драйверов шаговых двигателей с различной мощностью и интерфейсами.

Важное замечание по замене

MC34940EG является специализированной микросхемой. При поиске замены критически важно определить, какая функция является основной:

1. Если нужен именно встроенный контроллер движения (освобождение МК от расчетов), то искать нужно аналоги с этой функцией: L6470 (ST), DRV8711 (TI).
2. Если достаточно простого управления по сигналам STEP/DIR, а траекторию считает основной МК, то подойдет более широкий круг драйверов: DRV8825, A4988, TB67S109.

Перед заменой обязательно изучите datasheet на заменяемую микросхему, сравните распиновку, напряжение питания, логические уровни и алгоритм инициализации.