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this is information on a product in full production. december 2012 doc id 022529 rev 3 1/52 52 l6474 easyspin ? fully integrated microstepping motor driver datasheet ? production data features operating voltage: 8 - 45 v 7.0 a output peak current (3.0 a r.m.s.) low r ds(on) power mosfets programmable power mos slew-rate up to 1/16 microstepping current control with adaptive decay non-dissipative current sensing spi interface low quiescent and standby currents programmable non-dissipative overcurrent protection on all power mos two-level overtemperature protection applications bipolar stepper motor description the l6474, realized in analog mixed signal technology, integrates a dual low r ds(on) dmos full-bridge with all power switches equipped with an accurate on-chip current sensing circuitry suitable for non-dissipative current control and overcurrent protections. thanks to a new current control, a 1/16 microstepping is achieved through an adaptive decay mode which outperforms traditional implementations. all data registers, including those used to set analogue values (i.e. current control value, current protection trip point, dead time, etc.) are sent through a standard 5 mbit/s spi. a very rich set of protections (thermal, low bus voltage, overcurrent) makes the l6474 ?bullet proof? as required by the most demanding motor control applications. htssop28 powerso36 table 1. device summary order code package packing l6474h htssop28 tube l6474htr htssop28 tape and reel l6474pd powerso36 tube L6474PDTR powerso36 tape and reel www.st.com
contents l6474 2/52 doc id 022529 rev 3 contents 1 block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2 electrical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2 recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.3 thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3 electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 4 pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.1 pin list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 5 typical applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6 functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.1 device power-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.2 logic i/o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.3 charge pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.4 microstepping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 6.5 absolute position counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.6 step sequence control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.7 enable and disable commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.8 internal oscillator and oscillator driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.8.1 internal oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.8.2 external clock source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.9 overcurrent detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.10 undervoltage lock-out (uvlo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.11 thermal warning and thermal shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.12 reset and standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.13 programmable dmos slew-rate, dead-time and blanking-time . . . . . . . . 25 6.14 integrated analog to digital converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 6.15 internal voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 l6474 contents doc id 022529 rev 3 3/52 6.16 sync pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 6.17 flag pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 7 phase current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 7.1 peak current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 7.2 auto-adjusted decay mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 7.3 auto-adjusted fast decay during the falling steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 7.4 torque regulation (output current amplitude regulation) . . . . . . . . . . . . . . 30 8 serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 9 programming manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 9.1 registers and flags description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 9.1.1 abs_pos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 9.1.2 el_pos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 9.1.3 mark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 9.1.4 tval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 9.1.5 t_fast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 9.1.6 ton_min . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 9.1.7 toff_min . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 9.1.8 adc_out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 9.1.9 ocd_th . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 9.1.10 step_mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 9.1.11 alarm_en . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 9.1.12 config . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 9.1.13 status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 9.2 application commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.2.1 command management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.2.2 nop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.2.3 setparam (param, value) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.2.4 getparam (param) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.2.5 enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 9.2.6 disable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 9.2.7 getstatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 10 package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 contents l6474 4/52 doc id 022529 rev 3 11 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 l6474 list of tables doc id 022529 rev 3 5/52 list of tables table 1. device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 table 2. absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 table 3. recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 table 4. thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 table 5. electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 table 6. pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 table 7. typical application values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 table 8. cl values according to external oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 table 9. register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 table 10. el_pos register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 table 11. torque regulation register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 table 12. t_fast register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 table 13. maximum fast decay times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 table 14. minimum on time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 table 15. minimum off time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 table 16. adc_out value and torque regulation feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 table 17. overcurrent detection threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 table 18. step_mode register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 table 19. step mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 table 20. sync signal source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 table 21. alarm_en register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 table 22. config register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 table 23. oscillator management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 table 24. overcurrent event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 table 25. programmable power bridge output slew-rate values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 table 26. external torque regulation enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 table 27. off time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 table 28. status register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 table 29. status register dir bit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 table 30. application commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 table 31. nop command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 table 32. setparam command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 table 33. getparam command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 table 34. hardstop command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 table 35. disable command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 table 36. getstatus command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 table 37. htssop28 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 table 38. powerso36 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 table 39. document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 list of figures l6474 6/52 doc id 022529 rev 3 list of figures figure 1. block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 figure 2. htssop28 pin connection (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 figure 3. powerso36 pin connection (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 figure 4. bipolar stepper motor control application using l6474 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 figure 5. charge pump circuitry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 figure 6. normal mode and microstepping (16 microsteps) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 figure 7. oscin and oscout pin configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 figure 8. internal 3 v linear regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 figure 9. peak current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 figure 10. adaptive decay - fast decay tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 figure 11. adaptive decay - switch from normal to slow+fast decay mode and vice versa . . . . . . . . . 29 figure 12. fast decay tuning during the falling steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 figure 13. spi timings diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 figure 14. daisy-chain configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 figure 15. command with three-byte argument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 figure 16. command with three-byte response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4 figure 17. command response aborted . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 figure 18. htssop28 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 figure 19. powerso36 drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 l6474 block diagram doc id 022529 rev 3 7/52 1 block diagram figure 1. block diagram ! - v 9 9 r o w d j h 5 h j $ ' & ( [ w 2 v f g u l y h u & |