STM32F103驱动无刷直流电机应用思路

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kxsi
发布时间: 2021-9-2 16:29

正文摘要:

一、STM32F103驱动无刷直流电机基本思路 无刷电机控制是基于6步换相法如下图所示：

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kxsi 发表于 2021-9-2 16:31

三、驱动代码编写
/**********************************************************************
* Description    : None
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
* Attention      : None
**********************************************************************/
void BLDC_GPIOConfig(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
         
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;  //TIM1输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                                                  
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
                         
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;//TIM1输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                                                  
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;              //TIM3的霍尔输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;                         //TIM3的霍尔输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);   
}
/**********************************************************************
* Description    : None
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
* Attention      : None
**********************************************************************/
void BLDC_TIM1Config(void)
{
   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;                           //基本结构体变量定义
   TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;                     //输出结构体变量定义
   TIM_BDTRInitTypeDef  TIM_BDTRInitStructure;                                   //死区刹车结构体变量定义

   TIM_DeInit(TIM1);

   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 2;                                           //TIM基本初始化
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_CenterAligned2;//中央对齐计数模式
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1499;                                           //PWM 16K
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;

   TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseStructure);

   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;                    //TIM输出通道初始化
   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Disable;
   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Disable;                  
   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =1200;
   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
   TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;         
   TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
   TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;         

   TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);

   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =1200;
   TIM_OC2Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);

   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =1200;
   TIM_OC3Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);

   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;                    //TIM输出通道4初始化，用来触发AD注入采样
   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Disable;                  
   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =1495;
   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;           

   TIM_OC4Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);

   TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;        //死区刹车初始化
   TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;
   TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_OFF;
   TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 100;
   TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable;         //如打开，开机无输出且状态紊乱？？？？
   TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_Low;
   TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Disable;

   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_SelectInputTrigger(TIM1, TIM_TS_ITR2);        //输入触发源选择TIM3   

   //TIM_SelectSlaveMode(TIM1, TIM_SlaveMode_Trigger);//从模式选择 触发          

   TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);

   TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);
}
/**********************************************************************
* Description    : None
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
* Attention      : None
**********************************************************************/
void BLDC_TIM3Config(void)
{
   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;                           //基本结构体变量定义
   TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;                      //定义结构体变量
   TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;                     //输出结构体变量定义

   TIM_DeInit(TIM3);

   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;                                   //TIM基本初始化
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period =65535;
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;

   TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);     

   TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;            //选择通道1
   TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //输入上升沿捕获  
   TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_TRC;  //配置通道为输入，并映射到哪里
   TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;       //输入捕获预分频值
   TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;                      //输入滤波器带宽设置

   TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);                     //输入通道配置

   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;                     //TIM输出通道初始化
   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;            
   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =1023;
   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;      

   TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);

   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing;                     //TIM输出通道初始化
   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Disable;            
   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =65535;
   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;      

   TIM_OC4Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);

   TIM_SelectHallSensor(TIM3,ENABLE);                          //使能TIMx的霍尔传感器接口

   TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1F_ED);               //输入触发源选择   

   TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);             //从模式选择

   TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable);//主从模式选择        

   TIM_SelectOutputTrigger(TIM3, TIM_TRGOSource_OC2Ref);      //选择输出触发模式(TRGO端)

   TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Trigger|TIM_IT_CC4, ENABLE);      //开定时器中断
   //TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}
/**********************************************************************
* Description    : None
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
* Attention      : None
**********************************************************************/
void huanxiang(void)
{
  u8 irq_zhuanzi;

  irq_zhuanzi=(u8)((GPIOA->IDR&0x000000c0)>>6);        //读转子位置
  irq_zhuanzi|=(u8)((GPIOB->IDR&0x00000001)<<2);
  if(zheng_fan==RESET)
  {                                                                         //正转
    switch(irq_zhuanzi)                                 //根据转子位置，决定CCER输出相位和转子字偏移量
    {
/*          case 0x01:{                                                                                                                             
                                    TIM1->CCER=0x3081;    //1,4
                            };break;
          case 0x03:{
                                  TIM1->CCER=0x3180;        //4,5                            
                    };break;                                                       
            case 0x02:{
                                  TIM1->CCER=0x3108;        //2,5
                            };break;
          case 0x06:{
                                  TIM1->CCER=0x3018;        //2,3                                 
                    };break;
          case 0x04:{
                                  TIM1->CCER=0x3810;        //3,6                                 
                    };break;
          case 0x05:{
                                            
                                  TIM1->CCER=0x3801;    //1,6                                 
                    };break;
          default:break;  */
          case 0x05:{                                                                                                                             
                                    TIM1->CCER=0x3081;    //1,4
                            };break;
          case 0x04:{
                                  TIM1->CCER=0x3180;        //4,5                            
                    };break;                                                       
            case 0x06:{
                                  TIM1->CCER=0x3108;        //2,5
                            };break;
          case 0x02:{
                                  TIM1->CCER=0x3018;        //2,3                                 
                    };break;
          case 0x03:{
                                  TIM1->CCER=0x3810;        //3,6                                 
                    };break;
          case 0x01:{
                                            
                                  TIM1->CCER=0x3801;    //1,6                                 
                    };break;
          default:break;
    }  
  }
  else
  {                                                                         //反转
        switch(irq_zhuanzi)                                 //根据转子位置，决定CCER输出相位和转子字偏移量
    {
          case 0x01:{                                                                               
                                    TIM1->CCER=0x3810;
                            };break;
          case 0x05:{
                                  TIM1->CCER=0x3018;                                    
                    };break;                                                       
            case 0x04:{
                                  TIM1->CCER=0x3108;
                            };break;
          case 0x06:{
                                  TIM1->CCER=0x3180;                                         
                    };break;
          case 0x02:{
                                  TIM1->CCER=0x3081;                                         
                    };break;
          case 0x03:{                                              
                                  TIM1->CCER=0x3801;                                         
                    };break;
          default:break;
    }
  }
}
/**************启动******************/
void BLDC_Start(void)
{
   TIM1->SMCR|=0x0006;        //开TIM1的输入触发       
   TIM1->DIER=0x0040;         //开TIM1的触发中断
   huanxiang();                              //调用换向函数，启动                                                                   
   TIM3->CR1|=0x0001;                  //开TIM3
   TIM3->DIER|=0x0050;                  //开TIM3中断  
}
void BLDC_Stop(void)
{
   TIM1->SMCR&=0xfff8;                  //关闭TIM1的输入触发
   TIM1->CCER=0;              //关闭TIM1的六路输出
   Delay_us(40);                              //延时（加死区）
   TIM1->CCER=0x0ccc;         //打开三路下管，进行能耗制动
   while(stalling_count<1);    //等待电机停止（TIM3连续溢出10次，即认为电机已停转）   
   TIM1->CCER=0;              //关闭TIM1的六路输出，关刹车                  
   TIM3->CR1&=0xfffe;         //关闭TIM3                                                  
   TIM3->CNT=0;               //清TIM3的计数器                                  
   TIM3->DIER&=0xffaf;                  //关TIM3中断
}
/**
  * @brief  This function handles PPP interrupt request.
  * @param  None
  * @retval : None
  */
void TIM1_TRG_COM_IRQHandler(void)
{
  TIM1->SR&=0;           //清中断标志

  huanxiang();                     //调用换向函数
}


使用特权

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