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Datasheet File OCR Text: |
this is information on a product in full production. june 2015 docid025022 rev 5 1/92 powerstep01 system-in-package integrating microstepping controller and 10 a power mosfets datasheet - production data features ? power system-in-package integrating a programmable microstepping controller and 8 n-channel power mosfets. ? operating voltage: 7.5 v - 85 v ? dual full bridge with r ds(on) = 16 m ? ? 10 a r.m.s. maximum output current ? adjustable output slew rate ? programmable speed profile ? up to 1/128 microstepping ? sensorless stall detection ? integrated voltage regulators ? spi interface ? low quiescent standby currents ? programmable non-dissipative overcurrent protection ? overtemperature protection applications ? high power bipolar stepper motor ? stage lighting ? surveillance systems ? textile and sewing machines ? pick and place machines description the powerstep01 is a a system-in-package integrating 8 n-channel 16 m ? mosfets for stepper applications up to 85 v with a spi programmable controller, providing fully digital control of the motion through a speed profile generation and positioning calculations. it integrates a dual low r ds(on) full bridge with embedded non-dissipative overcurrent protection. the device can operate with both voltage mode driving and advanced current control fitting different application needs. the digital control core can generate user defined motion profiles with acceleration, deceleration, speed or a target position easily programmed through a dedicated register set. all application commands and data registers, including those used to set analog values (i.e. current protection trip point, deadtime, pwm frequency, etc.) are sent through a standard 5-mbit/s spi. a very rich set of protections (thermal, low bus voltage, overcurrent and motor stall) make the powerstep01 ?bullet proof?, as required by the most demanding motor control applications. vfqfpn 11 x 14 mm table 1. device summary order code package packing powerstep01 vfqfpn 11 x 14 x 1.0 mm tray POWERSTEP01TR vfqfpn 11 x 14 x 1.0 mm tape and reel www.st.com
contents powerstep01 2/92 docid025022 rev 5 contents 1 block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2 electrical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 3 electrical characteristi cs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4 pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5 pin list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6 typical applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7 functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 7.1 device power-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 7.2 logic i/o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 7.3 charge pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 7.4 microstepping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 automatic full-step and boost modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 7.5 absolute position counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 7.6 programmable speed profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 7.7 motor control commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 7.7.1 constant speed commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 7.7.2 positioning commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 7.7.3 motion commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 7.7.4 stop commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 7.7.5 step-clock mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 7.7.6 gountil and releasesw commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 7.8 internal oscillator and oscillator driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 7.8.1 internal oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 7.8.2 external clock source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 7.9 overcurrent detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 7.10 undervoltage lockout (uvlo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 docid025022 rev 5 3/92 powerstep01 contents 92 7.11 vs undervoltage lockout (uvlo_adc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 7.12 thermal warning and thermal shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 7.13 reset and standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 7.14 external switch (sw pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 7.15 integrated power mosfets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7.16 programmable slew rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7.17 deadtime and blanking time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 7.18 integrated analog-to-digital converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 7.19 supply management and internal voltage regulators . . . . . . . . . . . . . . . . 36 7.20 busy/sync pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 7.21 flag pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 8 phase current control: voltage mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 8.1 pwm sinewave generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 8.2 sensorless stall detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 8.3 low speed optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 8.4 bemf compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 8.5 motor supply voltage compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 8.6 winding resistance thermal drift compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 9 phase current control: current mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.1 predictive current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.2 auto-adjusted decay mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.3 auto-adjusted fast decay during the falling steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 9.4 torque regulation (setting the output current) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 10 serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 11 programming manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 11.1 register and flag description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 11.1.1 abs_pos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 11.1.2 el_pos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 11.1.3 mark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 11.1.4 speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 11.1.5 acc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 contents powerstep01 4/92 docid025022 rev 5 11.1.6 dec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 11.1.7 max_speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 11.1.8 min_speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 11.1.9 fs_spd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 11.1.10 kval_hold, kval_run, kval_acc and kval_dec . . . . . . . . . . . 56 11.1.11 int_speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 11.1.12 st_slp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 11.1.13 fn_slp_acc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 11.1.14 fn_slp_dec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 11.1.15 k_therm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 11.1.16 tval_hold, tval_run, tval_acc and tval_dec . . . . . . . . . . . . 58 11.1.17 t_fast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 11.1.18 ton_min . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 11.1.19 toff_min . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 11.1.20 adc_out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 11.1.21 ocd_th . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 11.1.22 stall_th . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 11.1.23 step_mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 11.1.24 alarm_en . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 11.1.25 gatecfg1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 11.1.26 gatecfg2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 11.1.27 config . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 11.1.28 status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 11.2 application commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 11.2.1 command management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 11.2.2 nop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 11.2.3 setparam (param, value) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 11.2.4 getparam (param) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 11.2.5 run (dir, spd) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 11.2.6 stepclock (dir) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 11.2.7 move (dir, n_step) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 11.2.8 goto (abs_pos) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 11.2.9 goto_dir (dir, abs_pos) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 11.2.10 gountil (act, dir, spd) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 11.2.11 releasesw (act, dir) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 11.2.12 gohome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 11.2.13 gomark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 docid025022 rev 5 5/92 powerstep01 contents 92 11.2.14 resetpos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 11.2.15 resetdevice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 11.2.16 softstop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 11.2.17 hardstop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 11.2.18 softhiz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 11.2.19 hardhiz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 11.2.20 getstatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 12 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 vfqfpn package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 13 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 list of tables powerstep01 6/92 docid025022 rev 5 list of tables table 1. device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 table 2. absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 table 3. recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 table 4. electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 table 5. pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 table 6. typical application values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 table 7. cl values according to external oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 table 8. uvlo thresholds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 table 9. thermal protection summarizing table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 table 10. integrated mosfets characteristics at t j = 25 c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 table 11. output slew rate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 table 12. register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 table 13. el_pos register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 table 14. min_speed register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 table 15. fs_spd register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 table 16. voltage amplitude regulation registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 table 17. winding resistance thermal drift compensation coe fficient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 table 18. torque regulation by tval_h old, tval_acc, tval_dec and tval_run registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 table 19. t_fast register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 table 20. maximum fast decay times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 table 21. minimum on-time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 table 22. minimum off-time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 table 23. adc_out value and motor supply voltage compen sation feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 table 24. adc_out value and torque regulation feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 table 25. overcurrent detection threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 table 26. stall detection threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 table 27. step_mode register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 table 28. control mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 table 29. step mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 table 30. sync clock enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 table 31. sync clock selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 table 32. alarm_en register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 table 33. gatecfg1 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 table 34. igate parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 table 35. tcc parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 table 36. tboost parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 table 37. gatecfg2 register (voltage mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 table 38. tdt parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 table 39. tblank parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 table 40. config register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 table 41. oscillator management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 table 42. external switch hard stop interrupt mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 table 43. overcurrent event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 table 44. programmable vcc voltage regulator output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 table 45. programmable uvlo thresholds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 8 table 46. motor supply voltage compensation enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 table 47. pwm frequency: integer division factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 8 docid025022 rev 5 7/92 powerstep01 list of tables 92 table 48. pwm frequency: multiplication factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 table 49. available pwm frequen cies [khz]: 8 mhz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 table 50. available pwm frequen cies [khz]: 16 mhz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 table 53. external torque regulation enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 table 51. available pwm frequen cies [khz]: 24 mhz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 table 52. available pwm frequen cies [khz]: 32 mhz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 table 54. motor supply voltage compensation enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 table 55. switching period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 table 56. status register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 table 57. status register th_status bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 table 58. status register dir bit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 table 59. status register mot_status bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 table 60. application commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 table 61. nop command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 table 62. setparam command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 table 63. getparam command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 table 64. run command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 table 65. stepclock command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 table 66. move command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 table 67. goto command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 table 68. goto_dir command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 table 69. gountil command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 table 70. releasesw command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 9 table 71. gohome command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 table 72. gomark command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 table 73. resetpos command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 table 74. resetdevice command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 table 75. softstop command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 table 76. hardstop command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 table 77. softhiz command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 table 78. hardhiz command structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 table 79. getstatus command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 table 80. vfqfpn 11 x 14 x 1.0 - 9 die pads - 89 leads, , , , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 table 81. document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 list of figures powerstep01 8/92 docid025022 rev 5 list of figures figure 1. block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 figure 2. pin connection (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 figure 3. typical application schematic - voltage mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 figure 4. typical application schematic - current mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 figure 5. charge pump circuitry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 figure 6. normal mode and microstepping (128 microsteps) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 figure 7. automatic full-step switching in normal mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 figure 8. automatic full-step switching in boost mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 figure 9. constant speed command examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 figure 10. positioning command examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 figure 11. motion command examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 figure 12. oscin and oscout pin configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 figure 13. overcurrent detection - principle scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 figure 14. external switch connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 figure 15. device supply pin management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 figure 16. current distortion and compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 figure 17. bemf compensation curve. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 figure 18. motor supply voltage compensation circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 figure 19. predictive current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 figure 20. non-predictive current control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 figure 21. adaptive decay - fast decay tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 figure 22. adaptive decay - switch from normal to slow + fast decay mode and vice versa . . . . . . . . 46 figure 23. fast decay tuning during the fa lling steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 figure 24. current sensing and reference voltage generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 figure 25. spi timings diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 figure 26. daisy chain configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 figure 27. command with 3-byte argument. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 figure 28. command with 3-byte response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 figure 29. command response aborted . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 figure 30. vfqfpn 11 x 14 x 1.0 - 9 die pads drawing - side view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 figure 31. vfqfpn 11 x 14 x 1.0 - 9 die pads drawing - bott om view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 figure 32. vfqfpn 11 x 14 x 1.0 - 9 die pads drawing - pin identifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 figure 33. recommended footprint - suggested landpattern (overall view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 figure 34. recommended footprint - lead land positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 figure 35. recommended footprint - l and size and exposed pad positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 figure 36. recommended footprint - detail a and b drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 docid025022 rev 5 9/92 powerstep01 block diagram 92 1 block diagram figure 1. block diagram $ ' & & |