如何利用P-NUCLEO-IHM001转动带霍尔的BLDC电机（更新中）

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dzzwoaizi 发布时间：2017-8-19 09:43

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本帖最后由 dzzwoaizi 于 2017-8-25 08:40 编辑

其实，看ST的官方demo有一种使人头大的感觉，各种代码各种库集合到一起，不容易上手，顾打算利用P-NUCLEO-IHM001转动手中带HALL的BLDC电机。原本是要在搞一套无位置BLDC的代码，但是苦耐于P-NUCLEO-IHM001是利用ADC检测反动势的（我利用的是比较器检测过零点）
/==============分割线===================/
带位置传感器的BLDC点击控制算法是比较简单的，只需要搞懂HALL位置和通电顺序的对应关系就能将电机转起来。
BLDC_HALL所以的单片机资源
（1）高级定时器TIM1+ADC+DMA
      ST在这一块做的堪称完美，高级定时器的CC4通道用来触发ADC采集数据，ADC采集完成之后利用DAM搬运到数组中，这所有的流程都是硬件完成的，程序只需要读取数组中的ADC采样值就可以了，这样大大节省了单片机的运算时间。
（2）3路外部中断连接HALL
      这里你当然也可以利用TIM接口与高级定时器直接连接在一起，利用硬件在换向，但是这种方式不便于移植算法。相反，ST的每个IO口都可以作为外部中断口来用，我们只需要随便3个IO就可以了。
利用以上资源就能够将电机转起来。

流程分3步，1.搭建STM32F3开发环境  2.底层代码编写，3.算法如何调试

昨天抽了个时间建立了一个工程，找不到flash加载了，很是郁闷，经过一番查找，终于找打解决办法。因为我装个KEIL4.7，可能是因为我之前卸载KEIL5从新装pach包的时候装错地址了。解决办法：在KEIL4安装目录下找到E:\2.software\mdk470\ARM\Flash  把里面的 STM32XXX.FLM文件复制到你安装的LEIL5的\ARM\Flash中既可以了。附件为刚建好的工程模板，

2.STM32F302RB_BLDC.zip (7.54 MB, 下载次数: 293)

2017-8-21 09:01 上传

点击文件名下载附件
有个问题想问ST的FAE,我仔细阅读原理图的时候发现了一个不太合乎情理的地方，那就是IO口分配。
理论上做电机控制用的是高级定时器，如图：
%BIUR9D9F2W}SZP4{WOU}TK.png

用的不是同一个高级定时器？请哪位高手知道为什么吗，我研究过FOC2.0的库，2.0的是用的同一个高级定时器TIM1。
方案选择，由于上述问题，我选择上桥调制，PA8 PA9 PA10作为上桥PWM调制， PC10 ,PC11 ,PC12作为普通IO，PA15 PB3 PB10作为HALL输入。其实有HALL相对来讲是简单一点，只需要将HALL位置与通电顺序对应起来就能够转动电机了，之前也谢过一个文档，大家可以参考一下。
http://microchip.eefocus.com/module/forum/thread-5254-1-1.html
高级定时器代码：
void PWM_Init(void)
{
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
  TIM_BDTRInitTypeDef  TIM_BDTRInitStructure;                      //死区刹车结构体变量定义
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  close_all_fet();

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1 , ENABLE);
  //PWM IO口配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Ap_Pin | Bp_Pin | Cp_Pin ; //PA8  PA9  PA10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_OUT;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP ;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FO_Pin; //PB12 PB13 PB14 PA15
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  //IO复用到AF_2上。对应IO为PWM作用
  GPIO_PinAFConfig(Ap_Port, Ap_Pin_Source, GPIO_AF_6);
//  GPIO_PinAFConfig(An_Port, An_Pin_Source, GPIO_AF_6);
  GPIO_PinAFConfig(Bp_Port, Bp_Pin_Source, GPIO_AF_6);
//  GPIO_PinAFConfig(Bn_Port, Bn_Pin_Source, GPIO_AF_6);
  GPIO_PinAFConfig(Cp_Port, Cp_Pin_Source, GPIO_AF_6);
//  GPIO_PinAFConfig(Cn_Port, Cn_Pin_Source, GPIO_AF_6);
  GPIO_PinAFConfig(FO_Port, FO_Pin_Source, GPIO_AF_6);                                     //TRIP

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;                   //预分频
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period    = PWM_PERIOD;          //周期设置
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision    = 0;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
  TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);

  /* Channel 1, 2, 3 and 4 Configuration in PWM mode */
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode       = TIM_OCMode_PWM1;       //TIMx_CNT<TIMx_CCR1为有效电平
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;  //输出使能
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState  = TIM_OutputNState_Enable; //互补端输出使能
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;    //设置输出极性
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;    //设置互补端输出极性
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;    //死区后输出状态
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState  = TIM_OCNIdleState_Reset; //死区后互补输出状态
  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse       = 500;                      //初始PWM占空比为0

  TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
  TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
  TIM_OC3Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);

  TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode       = TIM_OCMode_PWM1;       //TIM输出通道4初始化，用来触发AD采样
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//输出使能
  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse       = 24;                   //触发ADC采集的点设置
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //设置输出极性
  TIM_OC4Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);

  /**/
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Disable; //死区刹车初始化
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Disable;
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_OFF;
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0;                      //96-2us 死区时间设定
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break    = TIM_Break_Enable;       // TIM_Break_Disable;//72-1.5us
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity    = TIM_BreakPolarity_Low;
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput    = TIM_AutomaticOutput_Enable;
  TIM_BDTRConfig(TIM1,&TIM_BDTRInitStructure);

  TIM_OC1PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);    //使能捕获比较寄存器预装载（通道1）
  TIM_OC2PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);       //使能捕获比较寄存器预装载（通道2）
  TIM_OC3PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);       //使能捕获比较寄存器预装载（通道3）
  TIM_OC4PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel       = TIM1_UP_TIM16_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd    = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

  TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE);       //开比较中断
  TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Break, DISABLE);       //开刹车中断

  TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_Update);       // 清除TIM1的更新标志位；
  TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_Break);             //清除刹车中断
  TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_COM);

  TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);          //使能计数器
  TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);  //使能PWM总输出
TIM1->DIER |= TIM_IT_Update; //?? / ?? 4 ????

}
//HALL外部中断处理代码
void HALL_EXTI_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

  /* Configure PC6_7_8 pin as input floating */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_15  ;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_10 ;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

  /* Enable SYSCFG clock */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
  /* Connect EXTI4_15 Line to PC6 PC7 PC8 pin */
  SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource15);
  SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOB, EXTI_PinSource3);
  SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOB, EXTI_PinSource10);

  /* Configure EXTIx line
  EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line3|EXTI_Line10|EXTI_Line15 ;
  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
*/
  /* Enable and set EXTI0-1 Interrupt */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure) ;

}

赞收藏 11 评论33 发布时间：2017-8-19 09:43

33个回答

dzzwoaizi 最优答案回答时间：2017-8-22 17:39:00

本帖最后由 dzzwoaizi 于 2017-9-2 13:12 编辑
如何利用高级定时器CC4通道来触发ADC采集数据在利用DMA搬运到数组之中的。
说实话，第一次用STM32F3系列的单片机，和F0的还不是非常一样，我还花了很多时间将寄存器手册看了几个重要的外设。仔细阅读了STM32F的寄存器手册之后发现只有注入组才能用CC4触发ADC，如图为ADC外部信号触发的图
YQ%~K@PT7FB$MMSQF]6ZN5X.png

这个是规则组和注入阻外部触发信号选择，我选择的规则组，这里用TIM1_CC1触发ADC采集，所以相对应的代码配置如下：

/* Initialize ADC structure */
ADC_StructInit(&ADC_InitStructure);
ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //单通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigEventEdge = ADC_ExternalTrigEventEdge_RisingEdge; ; //设置上升沿触发中断
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEvent = ADC_ExternalTrigConvEvent_0 ; //ADC触发源
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_OverrunMode = ADC_OverrunMode_Enable; //数据溢出禁用
ADC_InitStructure.ADC_AutoInjMode = ADC_AutoInjec_Disable;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfRegChannel = 2;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

复制代码

在看一下通道的选择：（电压，温度）
E@RMUX)H%SHUYDUE5_0Z749.png

可以看到这里用的是是PA1和PC2

/* ADC1 regular channel7 configuration */
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 1, ADC_SampleTime_7Cycles5);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_8, 2, ADC_SampleTime_7Cycles5);

复制代码

然后在使能ADC切配置DMA使能就OK了！

/* ADC1 DMA Enable */
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
ADC_DMAConfig(ADC1, ADC_DMAMode_Circular);
/* Enable ADC1 */
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
/* wait for ADRDY */
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_RDY));
/* Start ADC1 Software Conversion */
ADC_StartConversion(ADC1);

复制代码

DMA配置如下！

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能DMA时钟
DMA_DeInit(DMA1_Channel1); //复位DMA1_channel1
DMA_StructInit(&DMA_InitStructure); //初始化DMA结构体
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t) &(ADC1->DR);//取值的外设地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADC_Tab[0];//缓存数据数组起始地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;//DMA方向：外设作为数据源
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 2; //DMA缓存数组大小设置
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址递增禁用
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址递增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//外设取值大小设置为Halfword
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord ;//数据大小设置为Halfword
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; //DMA循环模式，即完成后重新开始覆盖
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA优先级设置为高
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DISABLE; //内存到内存禁用
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
//NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel1_IRQn ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0 ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
DMA_ITConfig(DMA1_Channel1, DMA1_FLAG_TC1, ENABLE); //使能DMA中断
DMA_ClearITPendingBit(DMA1_FLAG_TC1); //清除一次DMA中断标志
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); //使能DMA1

复制代码

DMA配置的时候一定要注意外设地址和缓存数据起始地址及缓存数据的大小不要设置错了，否则采集数据也会出现错位！我这里采集的是两路，所以定义的是 uint16_t ADC_Tab[2]; //ADC储存
这里BUF对应的数据如下：ADC_Tab[0]存放的电压的采集值。ADC_Tab[1]存放的温度的采集值
你只需要在主程序中调用者两个值就可以了！

附件为自己调试好的程序，有兴趣的可以自己下载看看，里面基本的功能都调试完成，代码的硬件就是P-NUCLEO-IHM001，
视频会晚些上传给大家看看效果。

4.STM32F302RB_BLDC.zip (7.89 MB, 下载次数: 2219)