极海APM32E030 Micro-EVB开发板测评+无刷电机6拍控制信号测评 -

wuyu40 发表于 2025-8-1 16:49

极海APM32E030 Micro-EVB开发板测评+无刷电机6拍控制信号测评

#申请开发板#
 极海APM32E030R芯片是32 位 Arm®Cortex®-M0+内核，最高工作频率：72MHz，Flash 存储器：64KB，SRAM 存储器：8KB
开发方式如下：
1)连接 H2/H3 或 H4/H5 可使用板载 Geehy LINK 进行串口调试
2)断开 Geehy LINK 连接后，第三方调试工具可通过 JP1 连接仿真器进行 MCU 烧录调试
3)Type-C（数据通信）直接连接 PC 端进行 MCU 仿真调试
4)使用keil v 5.36编译环境
到官网找到如下文件：

使用的操作系统为win10（GEEHY-LINK（WinUSB）设备不支持在 Windows7 上免驱使用）假定已经安装keil （版本 V5.29 以上），安装Geehy.APM32E030_DFP.1.0.3也就是mcu支持包，阅读用户手册，按照指示连接硬件；该固件基于 CMSIS-DAP V1，会使用 USB 枚举成一个 HID 和 MSC 设备。
使用 USB 线成功连接电脑后，设备管理器上会出现：CMSIS DAP winUSB

在 keil 软件上配置选择使用 SW 模式或者 JTAG 模式。点击“Options for Target” ，在打开的界面中选择“Debug”，然后再选择“CMSIS-DAP Debugger”，如图：

点击“Settings”按钮进入设置界面，选择 SWD 或者 JTAG 模式以及频率：

无刷直流电机的换向控制原理
如下图示例极通电导通时, 电流由 A 极流向 C 极, 这样形成了定子合成磁场. 永磁体转子会根据定子合成磁场的方向进行旋转. 通过对三相交替通电 (A+ C-) , (A+ B-) , (C+ B-), (C+ A-) , (B+ A-) , (B+ C-) , 完成磁场旋转. 每一步只改变其中一极的导通状态, 共六步来完成定子合成磁场旋转一周, 即每步磁场旋转 60° —— 该方法被称为 “六步换向法”. 如下图所示六步换向法的基本原理:

为了实现定子磁场的旋转 (即六步换向), 需要交替有序地导通定子的三相电极. 而实现三相电极交替导通的驱动电路为三相全桥逆变电路, 控制上按照六步换向时序进行控制；

完成以上配置之后测试6开关驱动工程，工程使用了定时器模块原理如下：

定时器可以看作三个模块组合，第一定时器基本功能，完成定时器周期性计数；第二定时器输出PWM功能，将计数值不断与比较寄存器做比较产生6根引脚的PWM输出信号控制无刷直流电机（或者其他类型交流电机）功率开关；第三定时器捕获功能，可以接HALL传感器等用来检测转子实时位置；在本工程中完成了6开关信号驱动，所以需要设置定时器1、2模块，代码如下：
GPIO_Config_T GPIO_ConfigStruct;
TMR_TimeBase_T baseConfig;
TMR_OCConfig_T OCcongigStruct;
TMR_BDTInit_T BDTConfig;
//定义需要的结构体变量
RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_TMR1);
RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_GPIOA | RCM_AHB_PERIPH_GPIOB);
   //打开外设时钟
/* 设置定时器1通道1引脚TMR1_CH1 */
GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_8, GPIO_AF_PIN2);
/* TMR1_CH2 */
GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_9, GPIO_AF_PIN2);
/* TMR1_CH3 */
GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_10, GPIO_AF_PIN2);
/* 设置刹车信号引脚*/
GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_6, GPIO_AF_PIN2);
/* TMR1_CH1N */
GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_7, GPIO_AF_PIN2);
/* TMR1_CH2N */
GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_0, GPIO_AF_PIN2);
/* TMR1_CH3N */
GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_1, GPIO_AF_PIN2);
/* Config TMR1 GPIO for complementary output PWM */
GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_6;
GPIO_ConfigStruct.mode = GPIO_MODE_AF;
GPIO_ConfigStruct.outtype = GPIO_OUT_TYPE_PP;
GPIO_ConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;
GPIO_Config(GPIOA, &GPIO_ConfigStruct);
GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;
GPIO_Config(GPIOB, &GPIO_ConfigStruct);
/* 设置定时器1工作模式TMR1 */
baseConfig.clockDivision = TMR_CKD_DIV1;
baseConfig.counterMode    = TMR_COUNTER_MODE_UP;
baseConfig.div             = 0;
baseConfig.period          = 2047;
baseConfig.repetitionCounter = 0;
TMR_ConfigTimeBase(TMR1, &baseConfig);
/* 设置定时器输出通道工作模式*/
OCcongigStruct.OC_Mode       = TMR_OC_MODE_TMRING;
OCcongigStruct.Pulse       = 1023;
OCcongigStruct.OC_Idlestate = TMR_OCIDLESTATE_SET;
OCcongigStruct.OC_OutputState= TMR_OUTPUT_STATE_ENABLE;
OCcongigStruct.OC_Polarity = TMR_OC_POLARITY_HIGH;
OCcongigStruct.OC_NIdlestate = TMR_OCNIDLESTATE_SET;
OCcongigStruct.OC_OutputNState = TMR_OUTPUT_NSTATE_ENABLE;
OCcongigStruct.OC_NPolarity = TMR_OC_NPOLARITY_HIGH;
TMR_OC1Config(TMR1, &OCcongigStruct);
OCcongigStruct.Pulse = 511;
TMR_OC2Config(TMR1, &OCcongigStruct);
OCcongigStruct.Pulse = 255;
TMR_OC3Config(TMR1, &OCcongigStruct);
/* 用在电机控制上下桥臂需要设置死区时间等 */
BDTConfig.RMOS_State    = TMR_RMOS_STATE_ENABLE;
BDTConfig.IMOS_State    = TMR_IMOS_STATE_ENABLE;
BDTConfig.lockLevel    = TMR_LOCK_LEVEL_OFF;
BDTConfig.deadTime    = 0x01;
BDTConfig.breakState    = TMR_BREAK_STATE_DISABLE;
BDTConfig.breakPolarity = TMR_BREAK_POLARITY_HIGH;
BDTConfig.automaticOutput = TMR_AUTOMATIC_OUTPUT_ENABLE;
TMR_ConfigBDT(TMR1, &BDTConfig);
/* Timer1 Commutation Interrupt */
TMR_EnableInterrupt(TMR1, TMR_INT_CCU);
NVIC_EnableIRQ(TMR1_BRK_UP_TRG_COM_IRQn);
/* Enable Capture Compare Preload Control */
TMR_EnableCCPreload(TMR1);
TMR_EnablePWMOutputs(TMR1);
TMR_Enable(TMR1);
while (1)
{
   /* 每隔1s产生com事件*/
   Delay_ms(100);
   TMR_GenerateEvent(TMR1, TMR_EVENT_CCU);
}
在com中断函数中进行6拍换相，根据下图所示的开关切换方式进行换相；

void TMR1_BRK_UP_TRG_COM_IRQHandler(void)
{
/* The interrupt flag bit must be cleared first. */
/* 清除TMR1 COM中断标志位*/
TMR_ClearIntFlag(TMR1, TMR_INT_CCU);
PWMStep++;
switch (PWMStep)
{
   case 1:
         /* configuration: Channel1 and Channel2 PWM1 Mode */
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_1, TMR_OC_MODE_PWM1);
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_2, TMR_OC_MODE_PWM1);
         /* configuration: Channel1 */
         TMR_EnableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         /* configuration: Channel2 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         TMR_EnableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         /* configuration: Channel3 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         break;
   case 2:
         /* configuration: Channel2 and Channel3 PWM1 Mode */
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_2, TMR_OC_MODE_PWM1);
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_3, TMR_OC_MODE_PWM1);
         /* configuration: Channel1 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         /* configuration: Channel2 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         TMR_EnableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         /* configuration: Channel3 */
         TMR_EnableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         break;
   case 3:
         /* configuration: Channel3 and Channel1 PWM1 Mode */
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_3, TMR_OC_MODE_PWM1);
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_1, TMR_OC_MODE_PWM1);
         /* configuration: Channel1 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         TMR_EnableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         /* configuration: Channel2 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         /* configuration: Channel3 */
         TMR_EnableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         break;
   case 4:
         /* configuration: Channel1 and Channel2 PWM1 Mode */
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_1, TMR_OC_MODE_PWM1);
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_2, TMR_OC_MODE_PWM1);
         /* configuration: Channel1 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         TMR_EnableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         /* configuration: Channel2 */
         TMR_EnableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         /* configuration: Channel3 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         break;
   case 5:
         /* configuration: Channel2 and Channel3 PWM1 Mode */
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_2, TMR_OC_MODE_PWM1);
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_3, TMR_OC_MODE_PWM1);
         /* configuration: Channel1 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         /* configuration: Channel2 */
         TMR_EnableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         /* configuration: Channel3 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         TMR_EnableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         break;
   case 6:
         /* configuration: Channel3 and Channel1 PWM1 Mode */
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_3, TMR_OC_MODE_PWM1);
         TMR_SelectOCxMode(TMR1, TMR_CHANNEL_1, TMR_OC_MODE_PWM1);
         /* configuration: Channel1 */
         TMR_EnableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_1);
         /* configuration: Channel2 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         TMR_DisableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_2);
         /* configuration: Channel3 */
         TMR_DisableCCxChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         TMR_EnableCCxNChannel(TMR1, TMR_CHANNEL_3);
         PWMStep = 0;
         break;
   default:
         PWMStep = 0;
         break;
}
}
开发板接到逻辑分析仪进行检测，接线如图：

逻辑分析仪波形如下：

迷雾隐者 发表于 2025-8-4 19:42

测评很详细，特别是无刷电机的6拍控制信号部分，学习了！

幻想收藏家 发表于 2025-8-6 21:21

测评很详细，APM32E030的性能看起来不错，特别是在无刷电机控制方面。

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