MKS SERVO4257D 闭环步进电机_系列5 CAN指令说明

第1部分 产品介绍
MKS SERVO 28D/35D/42D/57D 系列闭环步进电机是创客基地为满足市场需求而自主研发的一款产品。具备脉冲接口和RS485/CAN串行接口，支持MODBUS-RTU通讯协议，内置高效FOC矢量算法，采用高精度编码器，通过位置反馈，有效防止电机丢步。适合小型机械臂，3D打印机，雕刻机，写字机，自动化产品以及电子竞赛等应用。
硬件开源，性价比高！

第2部分 CAN报文格式说明
报文使用标准帧，数据域最大长度为8字节

1. 地址(ID)范围00~2047，默认地址为01。
   其中 00 为广播地址；
   地址01~10可在显示屏菜单CanID选项设置；
   大于10的地址需通过串行指令设置。
2. 数据长度(DLC)最大值8，指示数据域字节数。
3. 功能码(code)执行相应指令，例如0x30读取编码器值。
4. 指令数据或返回数据，详见《CAN指令说明》。
5. 校验和CRC为 地址和数据域累加，取低8位。
   例如读取编码器值指令：
   
   校验和 CRC = (0x01 + 0x30) & 0xFF = 0x31 & 0xFF = 0x31
   注意：使用广播地址发送命令，从机不应答。

第3部分 CAN指令说明
注1：本章节默认地址为01。
注2：使用广播地址发送命令，从机不应答。
3.1 读取参数指令
1. 读取进位制多圈编码器值
功能码0x30
记录上电后（使能或不使能），编码器记录的电机转动范围。

编码器值: 记录当前编码器值，范围为0 ~ 0x4000，表示0~360°。
进位值 : 记录编码器进位值，即电机转动圈数。
进位规则：当编码器值大于0x4000，进位值加1
当编码器值小于0，进位值减1
例如：
当前编码器值为0x3FF0,正转一圈后(+0x4000)，多圈编码器值为0x13FF0。
当前编码器值为0x3FF0,反转一圈后(-0x4000)，多圈编码器值为0xFFFFFFFF3FF0。

2. 读取累加制多圈编码器值
功能码0x31
记录上电后（使能或不使能），编码器记录的电机转动范围。

累加规则：
正转一圈，多圈编码器值 +0x4000;
反转一圈，多圈编码器值 -0x4000;
例如：
当前编码器值为0x3FF0,正转一圈后(+0x4000)，多圈编码器值为0x000000007FF0。
当前编码器值为0x3FF0,反转一圈后(-0x4000)，多圈编码器值为0xFFFFFFFFFFF0。
注：按坐标值相对/绝对运动时，使用该编码器值作为坐标。

3. 读取电机实时转速
功能码0x32
实时转单位为 转/分钟。

注：转速单位为RPM, 正转时转速大于0，反转时转速小于0。

4. 读取输入累计脉冲数
功能码0x33

5. 读取IO端口状态
功能码0x34

6. 读取位置角度误差
功能码0x39
预期的位置角度减去实际的位置角度得到的差值，单位：0 ~ 65535表示0~360°，比如误差为1°时，数值为65536/360°= 182.444，以此类推。

7. 读取闭环驱动板的使能状态
功能码0x3A

enable = 1 已使能
enable = 0 未使能

8. 读取单圈上电自动回零状态
功能码0x3B

9. 解除堵转状态
功能码0x3D
当电机发生堵转时，发送该命令可以解除当前堵转状态。
解除堵转后，如果再次发生堵转，仍然会触发堵转保护。

10. 读取堵转标志位
功能码0x3E
当电机发生堵转，会置位堵转标志，通过该命令可以获取到电机是否发生了堵转。如果使能了堵转保护选项，发生堵转后，驱动板会自动关闭驱动器。

3.2 设置系统参数指令
1. 校准编码器 （对应屏幕上的“Cal”选项）
功能码0x80

校准编码器前，请确保电机没带负载！！！建议校准好以后再装进机器。
注：校准完成后，驱动板会自动复位重启。

2. 设置工作模式 （对应屏幕上的“Mode”选项）
功能码0x82

3. 设置工作电流Ma （对应屏幕上的“Ma”选项）
功能码0x83

注：
开环模式 工作电流不变，恒定为value
闭环模式 工作电流不变，恒定为value
FOC模式 工作电流可变，最大值为value

4. 设置任意细分 （对应屏幕上的“MStep”选项）
功能码0x84

5. 设置En 引脚有效电平 （对应屏幕上的“En”选项）
功能码0x85

6. 设置电机旋转正方向 （对应屏幕上的“Dir”选项）
功能码0x86
注：此参数只对脉冲接口有效，串行接口电机转向只受指令控制。

7. 设置自动熄屏功能 （对应屏幕上的“AutoSDD”选项）
功能码0x87

8. 设置堵转保护功能 （对应屏幕上的“Protect”选项）
功能码0x88

注：堵转保护后，可以通过Enter按键或CAN指令解除堵转保护状态。

9. 设置细分插补功能 （对应屏幕上的“MPlyer”选项）
功能码0x89

10. 设置CAN接口比特率 （对应屏幕上的“CanRate”选项）
功能码0x8A

11. 设置从机地址 （对应屏幕上的“CanID”选项）
功能码0x8B

注1：地址范围00~0x7FF，00为广播地址,01为默认地址。
注2：设置大于10的地址，也会在CanID选项末尾显示。

12. 设置从机是否应答 （对应屏幕上的“CanRSP”选项）
功能码0x8C

注：设置从机无应答后，可以通过功能码“F1”查询电机运行状态。

13. 设置按键是否锁定
功能码0x8F

14. 设置分组地址
功能码0x8D

发送 01 FD 01 2C 64 00 00 0C 80 1B 电机1 转1圈
发送 00 FD 01 2C 64 00 00 0C 80 1A 电机1-6 转1圈
发送 50 FD 01 2C 64 00 00 0C 80 6A 电机1-3 转1圈
发送 51 FD 01 2C 64 00 00 0C 80 6B 电机4-6 转1圈
注意：使用分组地址发送命令，从机不应答。

3.3 设置限位指令
1. 设置限位相关参数
（对应屏幕“HmTrig、HmDir、HmSpeed”选项）
功能码0x90

2. 限位归零指令
功能码0x91
该指令可以控制电机以设定的方向，速度回到限位开关位置。

注意：如果限位开关已经处于闭合状态，电机会往homeDir反方向转动，直到限位开关断开，然后再归零。

3. 直接归零指令
功能码0x92
该指令可以直接设置当前位置为零点。

3.4 设置单圈回零参数指令
1. 设置单圈回零相关参数
（对应屏幕“0_Mode、Set 0、0_Speed、0_Dir”选项）
功能码0x9A

3.5 恢复默认参数指令
1. 恢复默认参数 （对应屏幕上的“Restore”选项）
功能码0x3F

注1：恢复默认参数后，驱动板自动重启，需重新校准电机。
注2：先按住“Next”键，再上电，待LED灯亮，也可恢复默认参数。

3.6 读取版本信息（对应屏幕上的“About”选项）
功能码0x40

第4部分 CAN控制电机运行说明
注意：本章节指令只在“SR_OPEN/SR_CLOSE/SR_vFOC”模式下有效。
4.1 曲线加减速参数说明
转速单位(RPM)说明：Revolutions Per Minute的缩写，即转每分钟。
曲线加减速控制电机运行，涉及到速度(speed)和加速度(acc)两个参数,下面分别说明：

1. 速度参数 speed
速度参数speed 取值范围0 – 3000 (RPM)，数值越大，电机转速越快。

控制模式和最大速度如下表：

如果设置的速度超过了控制模式的最大速度，电机以该控制模式的最大速度运行。
注意：速度值以16/32/64细分标定，其他细分的速度需以16细分作为基准计算，
比如设定 speed = 1200
8细分时，转速 2400(RPM)
16/32/64细分时，转速 1200(RPM)
128细分时，转速 150(RPM)

2. 加速度参数 acc
加速度参数acc取值范围0 – 255，数值越大，电机 加/减 速越快。
当acc=0时，电机不做加减速，直接以设定的速度speed运行。
① 加速阶段
假设 t1 时刻，当前速度为Vt1 (Vt1 < speed)
t2 时刻，速度为Vt2
t2 – t1 = （256-acc）* 50 (uS)
则Vt2 计算如下：
Vt2 = Vt1 + 1 (Vt2 <= speed)
例如，设定acc=236,speed=3000,电机从静止开始加速，时间t和电机速度关系如下

即经过3000ms后，电机从静止加速到3000RPM。
当acc=255时，电机从静止加速到3000速，需要150ms。
② 减速阶段
假设 t1 时刻，当前速度为Vt1 (Vt1 > speed)
t2 时刻，当前速度为Vt2
t2 – t1 = （256-acc）* 50 (uS)
则Vt2 计算如下：
Vt2 = Vt1 - 1 (Vt2 >= speed)

4.2 电机查询/使能指令
1. 查询串行控制模式下电机运行状态
功能码0xF1

注意：本指令只在“SR_OPEN/SR_CLOSE/SR_vFOC”模式下有效。

2. 修改串行控制模式下驱动板的使能状态
功能码0xF3

在SR_OPEN/SR_CLOSE/SR_vFOC控制模式下，驱动板的使能状态不再受En引脚的电平控制，而是利用该命令进行控制。

4.3 速度控制模式指令
速度控制模式下，可以控制电机以设定的加速度和速度一直运行。
1. 速度控制模式运行指令
功能码0xF6

注1：可以通过菜单 “CanRSP”或指令“8C”设置是否返回运行状态。
注2：本指令只在“SR_OPEN/SR_CLOSE/SR_vFOC”模式下有效。

2. 速度控制模式停止指令
功能码0xF6

注意：本指令只在“SR_OPEN/SR_CLOSE/SR_vFOC”模式下有效。

3. 速度控制模式参数“保存/清除”指令
功能码0xFF

注1：可以让电机每次上电都直接按照保存的方向，速度和加速度一直转动。
也就是说，如果你想要电机一上电就以一定的速度/加速度运行，你可以先发送速度控制模式运行指令，让电机按想要的方向/速度/加速度运行，接着利用该命令保存参数，重新上电后，电机就会按照保存的参数运行了。如果不想上电自动运行了，发送清除指令即可。
注2：本指令只在“SR_OPEN/SR_CLOSE/SR_vFOC”模式下有效。

4.4 位置控制模式1 按脉冲数相对运动
位置控制模式下，可以控制电机以设定的加速度和速度，运行到指定的位置。
1. 位置控制模式1 运行指令
功能码0xFD

注：可以通过菜单 “CanRSP”或指令“8C”设置是否返回运行状态。

2. 位置控制模式1 停止指令
功能码0xFD

注意：本指令只在“SR_OPEN/SR_CLOSE/SR_vFOC”模式下有效。

4.5 位置控制模式2 按坐标值相对运动
注1：坐标值即为累加制多圈编码器值。
注2：该控制模式下，坐标值会有+15左右误差！建议以 “64细分”运行，以减小误差。
位置控制模式2，可以控制电机以设定的加速度和速度，根据坐标值相对运行到指定的位置。

1. 位置控制模式2 运行指令
功能码0xF4

注：可以通过菜单 “CanRSP”或指令“8C”设置是否返回运行状态。

2. 位置控制模式2 停止指令
功能码0xF4

注意：本指令只在“SR_OPEN/SR_CLOSE/SR_vFOC”模式下有效。

4.6 位置控制模式3 按坐标值绝对运动
注1：坐标值即为累加制多圈编码器值。
注2：该控制模式下，坐标值会有+15左右误差！建议以 “64细分”运行，以减小误差。
位置控制模式3，可以控制电机以设定的加速度和速度，根据坐标值绝对运行到指定的位置。
1. 位置控制模式3 运行指令
功能码0xF5

注：可以通过菜单 “CanRSP”或指令“8C”设置是否返回运行状态。

2. 位置控制模式3 停止指令
功能码0xF5

注意：本指令只在“SR_OPEN/SR_CLOSE/SR_VFOC”模式下有效。

注：本文同样适合后续产品MKS SERVO28D/35D闭环步进电机
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