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[活动专区] 【AT-START-M412测评】+ 无刷电机控制3-svpwm和ADC采样

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 楼主| 穿西装的强子 发表于 2025-6-7 20:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
控制, 无刷电机, 无刷电机控制, AD, ADC, ADC采样, PWM
本帖最后由 穿西装的强子 于 2025-6-7 20:47 编辑

#申请原创# @21小跑堂


上一篇已经准备好了foc的代码，现在准备移植。
第一步：
PWM移植
根据上一篇的配置要求，使用中央对齐模式生成PWM，最好使用互补PWM,带死区高级定时器，死区时间一般是>50ns,根据自己的定时间配置即可。
因为我使用的simplefoc驱动板不需要互补PWM,使用IR2104作为驱动芯片，只需要单向PWM即可同时驱动上下桥mos。
原理图如下图，通过IN1,IN2,IN3输入PWM，SD#上拉使能即可驱动上下桥mos。
432376843f43d173ec.png
PWM设置中央对齐模式，PWM配置为10KHZ，通道1~通道3作为IN1,IN2,IN3的输入，通道4作为ADC采样触发源
WorkBench配置如下图
54414684434a88ad78.png
PWM配置代码如下：
使用TIMER4作为驱动定时器，TIMER4和TIMER1同样是16位定时器,除了互补PWM功能，其它基本一致。
使用TIMER4还有个原因是TIMER1要占用串口PA9和PA10，这个我用了串口，而且我也不需要互补PWM，所以就用了TIMER4。
331726843f567a5cf5.png
复制
  1. gpio_init_type gpio_init_struct;
    

  2.   tmr_output_config_type tmr_output_struct;
    


  3. 

  4.   gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
    


  5. 

  6.   /* add user code begin tmr4_init 1 */
    


  7. 

  8.   crm_periph_clock_enable(CRM_TMR4_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  9.   crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  10.   /* add user code end tmr4_init 1 */
    


  11. 

  12.   /* configure the tmr4 CH1 pin */
    

  13.   gpio_pin_mux_config(GPIOB, GPIO_PINS_SOURCE6, GPIO_MUX_2);
    

  14.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_6;
    

  15.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;
    

  16.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  17.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    

  18.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_MODERATE;
    

  19.   gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    


  20. 

  21.   /* configure the tmr4 CH2 pin */
    

  22.   gpio_pin_mux_config(GPIOB, GPIO_PINS_SOURCE7, GPIO_MUX_2);
    

  23.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_7;
    

  24.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;
    

  25.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  26.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    

  27.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_MODERATE;
    

  28.   gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    


  29. 

  30.   /* configure the tmr4 CH3 pin */
    

  31.   gpio_pin_mux_config(GPIOB, GPIO_PINS_SOURCE8, GPIO_MUX_2);
    

  32.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_8;
    

  33.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;
    

  34.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  35.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    

  36.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_MODERATE;
    

  37.   gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    


  38. 

  39.   /* configure counter settings */
    

  40.   tmr_cnt_dir_set(TMR4, TMR_COUNT_TWO_WAY_1);
    

  41.   tmr_clock_source_div_set(TMR4, TMR_CLOCK_DIV1);
    

  42.   tmr_period_buffer_enable(TMR4, FALSE);
    

  43.   tmr_base_init(TMR4, 999, 8);
    


  44. 

  45.   /* configure primary mode settings */
    

  46.   tmr_sub_sync_mode_set(TMR4, FALSE);
    

  47.   tmr_primary_mode_select(TMR4, TMR_PRIMARY_SEL_RESET);
    


  48. 

  49.   /* configure channel 1 output settings */
    

  50.   tmr_output_struct.oc_mode = TMR_OUTPUT_CONTROL_PWM_MODE_A;
    

  51.   tmr_output_struct.oc_output_state = TRUE;
    

  52.   tmr_output_struct.occ_output_state = FALSE;
    

  53.   tmr_output_struct.oc_polarity = TMR_OUTPUT_ACTIVE_HIGH;
    

  54.   tmr_output_struct.occ_polarity = TMR_OUTPUT_ACTIVE_HIGH;
    

  55.   tmr_output_struct.oc_idle_state = FALSE;
    

  56.   tmr_output_struct.occ_idle_state = FALSE;
    

  57.   tmr_output_channel_config(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_1, &tmr_output_struct);
    

  58.   tmr_channel_value_set(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_1, 700);
    

  59.   tmr_output_channel_buffer_enable(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_1, FALSE);
    


  60. 

  61.   /* configure channel 2 output settings */
    

  62.   tmr_output_struct.oc_mode = TMR_OUTPUT_CONTROL_PWM_MODE_A;
    

  63.   tmr_output_struct.oc_output_state = TRUE;
    

  64.   tmr_output_struct.occ_output_state = FALSE;
    

  65.   tmr_output_struct.oc_polarity = TMR_OUTPUT_ACTIVE_HIGH;
    

  66.   tmr_output_struct.occ_polarity = TMR_OUTPUT_ACTIVE_HIGH;
    

  67.   tmr_output_struct.oc_idle_state = FALSE;
    

  68.   tmr_output_struct.occ_idle_state = FALSE;
    

  69.   tmr_output_channel_config(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_2, &tmr_output_struct);
    

  70.   tmr_channel_value_set(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_2, 300);
    

  71.   tmr_output_channel_buffer_enable(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_2, FALSE);
    


  72. 

  73.   /* configure channel 3 output settings */
    

  74.   tmr_output_struct.oc_mode = TMR_OUTPUT_CONTROL_PWM_MODE_A;
    

  75.   tmr_output_struct.oc_output_state = TRUE;
    

  76.   tmr_output_struct.occ_output_state = FALSE;
    

  77.   tmr_output_struct.oc_polarity = TMR_OUTPUT_ACTIVE_HIGH;
    

  78.   tmr_output_struct.occ_polarity = TMR_OUTPUT_ACTIVE_HIGH;
    

  79.   tmr_output_struct.oc_idle_state = FALSE;
    

  80.   tmr_output_struct.occ_idle_state = FALSE;
    

  81.   tmr_output_channel_config(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_3, &tmr_output_struct);
    

  82.   tmr_channel_value_set(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_3, 100);
    

  83.   tmr_output_channel_buffer_enable(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_3, FALSE);
    


  84. 

  85.   /* configure channel 4 output settings */
    

  86.   tmr_output_struct.oc_mode = TMR_OUTPUT_CONTROL_PWM_MODE_B;
    

  87.   tmr_output_struct.occ_output_state = FALSE;
    

  88.   tmr_output_struct.oc_polarity = TMR_OUTPUT_ACTIVE_HIGH;
    

  89.   tmr_output_struct.occ_polarity = TMR_OUTPUT_ACTIVE_HIGH;
    

  90.   tmr_output_struct.oc_idle_state = FALSE;
    

  91.   tmr_output_struct.occ_idle_state = FALSE;
    

  92.   tmr_output_channel_config(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_4, &tmr_output_struct);
    

  93.   tmr_channel_value_set(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_4, 1);
    

  94.   tmr_output_channel_buffer_enable(TMR4, TMR_SELECT_CHANNEL_4, FALSE);
    


  95. 

  96.   tmr_output_enable(TMR4, TRUE);
    

  97.   tmr_counter_enable(TMR4, TRUE);
PWM波形图如下所示绿色为通道1，黄色为通道2
4051684434bf973a3.png

ADC配置
我找了AT32M412的资料，没有发现注入模式，只有触发模式，因此使用TMR4_CH4进行触发ADC中断，进行ADC采集。
根据原理图配置了2个通道，驱动板只做了双电阻采样，没有做三电阻采样，所以使用2路ADC即可；
使用了INA240A2作为电流采样芯片。
原理图如下
701366843f6e819e83.png
使用TIMER4_CH4作为触发源，触发模式为下降沿触发
代码如下
复制

  1. 

  2. void wk_adc1_init(void)
    

  3. {
    

  4.   /* add user code begin adc1_init 0 */
    


  5. 

  6.   /* add user code end adc1_init 0 */
    


  7. 

  8.         gpio_init_type gpio_init_struct;
    

  9.         adc_base_config_type adc_base_struct;
    

  10.         adc_common_config_type adc_common_struct;
    

  11.         gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
    


  12. 

  13.         /* add user code begin adc1_init 1 */
    


  14. 

  15.         /* add user code end adc1_init 1 */
    


  16. 

  17.         /*gpio--------------------------------------------------------------------*/ 
    

  18.         /* configure the IN0 pin */
    

  19.         gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    

  20.         gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_0;
    

  21.         gpio_init(GPIOA, &gpio_init_struct);
    


  22. 

  23.         /* configure the IN4 pin */
    

  24.         gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    

  25.         gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_4;
    

  26.         gpio_init(GPIOA, &gpio_init_struct);
    


  27. 


  28. 

  29.         crm_periph_clock_enable(CRM_ADC1_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  30.         nvic_irq_enable(ADC1_2_IRQn, 0, 0);
    


  31. 

  32.         adc_common_default_para_init(&adc_common_struct);
    


  33. 

  34.         /* config combine mode */
    

  35.         adc_common_struct.combine_mode = ADC_INDEPENDENT_MODE;
    


  36. 

  37.         /* config division,adcclk is division by hclk */
    

  38.         adc_common_struct.div = ADC_HCLK_DIV_6;
    


  39. 

  40.         /* config common dma mode,it's not useful in independent mode */
    

  41.         adc_common_struct.common_dma_mode = ADC_COMMON_DMAMODE_DISABLE;
    


  42. 

  43.         /* config common dma request repeat */
    

  44.         adc_common_struct.common_dma_request_repeat_state = FALSE;
    


  45. 

  46.         /* config adjacent adc sampling interval,it's useful for ordinary shifting mode */
    

  47.         adc_common_struct.sampling_interval = ADC_SAMPLING_INTERVAL_4CYCLES;
    


  48. 

  49.         /* config inner temperature sensor and vintrv */
    

  50.         adc_common_struct.tempervintrv_state = FALSE;
    

  51.         adc_common_config(&adc_common_struct);
    


  52. 

  53.          adc_base_default_para_init(&adc_base_struct);
    


  54. 

  55.         adc_base_struct.sequence_mode = TRUE;
    

  56.         adc_base_struct.repeat_mode = FALSE;
    

  57.         adc_base_struct.data_align = ADC_RIGHT_ALIGNMENT;
    

  58.         adc_base_struct.ordinary_channel_length = 2;
    

  59.         adc_base_config(ADC1, &adc_base_struct);
    

  60.         adc_resolution_set(ADC1, ADC_RESOLUTION_12B);
    


  61. 

  62.         /* config ordinary channel */
    

  63.         adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_0, 1, ADC_SAMPLETIME_1_5);
    

  64.         adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_4, 2, ADC_SAMPLETIME_1_5);
    


  65. 

  66.         /* config ordinary trigger source and trigger edge */
    

  67.         adc_ordinary_conversion_trigger_set(ADC1, ADC_ORDINARY_TRIG_TMR4CH4, ADC_ORDINARY_TRIG_EDGE_FALLING);
    


  68. 

  69.         /* config dma mode,it's not useful when common dma mode is use */
    

  70.         adc_dma_mode_enable(ADC1, FALSE);
    


  71. 

  72.         /* config dma request repeat,it's not useful when common dma mode is use */
    

  73.         adc_dma_request_repeat_enable(ADC1, FALSE);
    


  74. 

  75.         /* each ordinary channel conversion set occe flag */
    

  76.         adc_occe_each_conversion_enable(ADC1, FALSE);
    


  77. 

  78.         /* enable adc ordinary channels conversion end interrupt */
    

  79.         adc_interrupt_enable(ADC1, ADC_OCCE_INT, TRUE);
    


  80. 

  81.         /* enable adc overflow interrupt */
    

  82.         adc_interrupt_enable(ADC1, ADC_OCCO_INT, TRUE);
    


  83. 

  84.         /* enable adc trigger convert fail interrupt */
    

  85.         adc_interrupt_enable(ADC1, ADC_TCF_INT, TRUE);
    


  86. 

  87.         /* enable adc trigger conversion fail auto conversion abort */
    

  88.         adc_convert_fail_auto_abort_enable(ADC1, TRUE);
    


  89. 

  90.         /* adc enable */
    

  91.         adc_enable(ADC1, TRUE);
    

  92.         while(adc_flag_get(ADC1, ADC_RDY_FLAG) == RESET);
    


  93. 

  94.         /* adc calibration */
    

  95.         adc_calibration_init(ADC1);
    

  96.         while(adc_calibration_init_status_get(ADC1));
    

  97.         adc_calibration_start(ADC1);
    

  98.         while(adc_calibration_status_get(ADC1));
    

  99.         
    

  100.         adc_ordinary_software_trigger_enable(ADC1, TRUE);
    

  101. }
    

  102. /* add user code end 1 */
    

  103. void ADC1_2_IRQHandler(void)
    

  104. {
    

  105.   if(adc_interrupt_flag_get(ADC1, ADC_TCF_FLAG) != RESET)
    

  106.   {
    

  107.     adc_flag_clear(ADC1, ADC_TCF_FLAG);
    

  108.     adc1_conversion_fail_flag++;
    

  109.   }
    

  110.   if(adc_interrupt_flag_get(ADC1, ADC_OCCO_FLAG) != RESET)
    

  111.   {
    

  112.     adc_flag_clear(ADC1, ADC_OCCO_FLAG);
    

  113.     adc1_overflow_flag++;
    

  114.   }
    

  115.   if(adc_interrupt_flag_get(ADC1, ADC_OCCE_FLAG) != RESET)
    

  116.   {
    

  117.     adc_flag_clear(ADC1, ADC_OCCE_FLAG);
    

  118.     adc1_ordinary_conversion_flag++;
    

  119.     adc1_ordinary_valuetab[0] = adc_common_ordinary_data_get(ADC1, 1);
    

  120.     adc1_ordinary_valuetab[1] = adc_common_ordinary_data_get(ADC1, 2);
    

  121.           gpio_bits_toggle(GPIOA,GPIO_PINS_8);
    

  122.   }
    

  123. }
这个地方调试了一会，ADC触发始终没在PWM的中间，主要是使用定时器触发的时候，TIMER4_ch4的PWM模式需要和TIMER4_CH1/2/3模式不一样，CH1、2、3使用PWMA模式，CH4使用PWMB模式，反极性的配置，CH4配置无引脚输出，占空比为1，因为是中央对齐模式，这样CH4的PWM信号就会在CH1/2/3的中间,ADC触发采样的时间就会在CH1/2/3的PWM中间，也就是在上桥MOS打开的时间段最中间进行采集，这样的话采集的电流是最精准的。
下图是PWM和ADC触发的波形图，黄色为PWM。绿色为ADC触发的信号（触发时翻转GOIO)。
98545684434df2816f.png 95730684434e4872c0.png 57228684434ec585e6.png

最后一张是最终正常的触发方式。
15634684434f2745b2.png
ADC采集值
209666843f91a855ad.png
foc的算**在adc中断内进行运行，因此adc的中断优先级设置为最高。
下一篇开始移植foc算法



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ArteryMCU 打赏了 30.00 元 2025-07-04
理由：[M412开发板评测活动]内容优质

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yangxiaor520 发表于 2025-6-7 22:14 来自手机 | 显示全部楼层
沙发，坐等后续更新。
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 楼主| 穿西装的强子 发表于 2025-6-7 22:30 | 显示全部楼层
yangxiaor520 发表于 2025-6-7 22:14
沙发，坐等后续更新。

感谢关注
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Labyrinth 发表于 2025-6-12 13:27 | 显示全部楼层
这个写的确实很详细了，波形输出也很完美，最后希望楼主分享源码。
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muyichuan2012 发表于 2025-6-12 13:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 muyichuan2012 于 2025-6-12 13:48 编辑

"我找了AT32M412的资料，没有发现注入模式，只有触发模式，..."
这里纠正一下，AT32 MCU所有型号的ADC都具备注入模式，只是名称与ST有差异，AT32的名称是抢占模式（preempt）BSP里有相关案例
AT32M412_416_Firmware_Library/ project / at_start_m412 / examples / adc / combine_mode_preempt_interltrig
AT32M412_416_Firmware_Library/ project / at_start_m412 / examples / adc / ordinary_preempt_oversampling
AT32M412_416_Firmware_Library/ project / at_start_m412 / examples / adc / tmr_trigger_automatic_preempted

另外，M412有ADC使用指南，下载地址如下：
https://www.arterytek.com/file/download/2335
ST命名                  AT32命名
规则组     ---->      普通组
注入组     ---->      抢占组

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 楼主| 穿西装的强子 发表于 2025-6-12 14:05 | 显示全部楼层
muyichuan2012 发表于 2025-6-12 13:43
"我找了AT32M412的资料，没有发现注入模式，只有触发模式，..."
这里纠正一下，AT32 MCU所有型号的ADC都具 ...

感谢分享
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LOVEEVER 发表于 2025-6-13 13:23 | 显示全部楼层
muyichuan2012 发表于 2025-6-12 13:43
"我找了AT32M412的资料，没有发现注入模式，只有触发模式，..."
这里纠正一下，AT32 MCU所有型号的ADC都具 ...

确实这些细节需要注意
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