六步换向、FOC，STM32cubemx从零开始搭建BLDC六步换相代码、FOC代码

发表于 2024-1-30 16:36

、前言
用作备忘录，也希望能帮助正在入门摸索的朋友少走弯路，从外设开始，到开环，到闭环。
参考文章代码：正点原子、野火、硬石，三家文档几乎一样。（个人感觉原子文档写的好）
1 个人经验
刚开始学无刷电机控制时是直接去看的FOC，网上理论一大堆，看了几天，理论大概明白了，想去实践编程，发现都是大多都是电机库，或者一些别人的完整代码，没有步骤教学。经过一顿摸索，我的结论是把理论化为单片机代码实际去控制电机的过程，某种程度上比学习理论更困难。
我个人做一些单片机小项目的习惯是从头开始做。从一个空白工程开始，一个外设一个外设的调，调通一个测试一个，要用的所有外设调完再去加入控制代码，由开环到闭环，一步一步的来。直接用别人写好的一套代码总感觉心里没底。
对于无刷电机控制，我的步骤是这样的：1调霍尔传感器，2调PWM，3调开环控制，4调闭环
2 软硬件介绍
软件：STM32cubemx+keil5
硬件：网上买的一块无刷电机驱动板，芯片是STM32G070。要注意的是我的电机是BLDC，2对极，间隔60度安装的霍尔传感器。所以我现在实现的都是基于霍尔传感器的开闭环控制。暂时没整过基于编码器的、基于无感的。
一、六步换相
六步换向用到的单片机外设：（根据个人板子引脚要做一些修改）
TIM3：选择霍尔传感器模式，用于获取3个霍尔值。
TIM1：通道123，普通PWM模式，用于驱动半桥电路的3个上半桥。（因为我这边用的是HPWM-LON的控制。）
普通IO：3个，推挽输出，用于驱动半桥电路的3个下半桥。
USART2：用于调试用。
RTC：用于闭环控制。（这个用RTC中断可能不太合适，但是暂时这样…）
代码整体的调用流程：
开环：电机转动换相时，触发霍尔中断，在霍尔中断回调函数里读取当前的相位值，然后根据相位值进行换相。
闭环：在开环的基础上，再开一个定时器，在里边做PID运算，更改占空比设定值。
六步换向-开环控制代码：https://github.com/wyfroom/BLDC_LiuBu_KaiHuan_hall
六步换向-闭环控制代码：

发表于 2024-1-30 16:36

新建cubemx工程

发表于 2024-1-30 16:37

2 工程基础配置
（1）RCC时钟配置
选择时钟源，我这块板子只有外部8M晶振。

发表于 2024-1-30 16:37

手动输入最大时钟频率，然后回车。我这块板子是64M。

发表于 2024-1-30 16:37

（2）SYS 调试接口
我的下载器是SWD两根线的，所以我选这个。

发表于 2024-1-30 16:37

（3）工程设置，生成MDK工程

发表于 2024-1-30 16:37

发表于 2024-1-30 16:38

点击生成代码

发表于 2024-1-30 16:38

3 串口
这快板子没显示屏，调试中串口还是很有必要。
我这块板子是串口2，看好引脚，串口自动配置的引脚不一定是板子上的。比如我这块板子，就不是这两引脚。

发表于 2024-1-30 16:38

（1）cubemx配置

发表于 2024-1-30 16:38

（2）printf重映射
添加如下代码到工程的 usart.c 文件中的 /* USER CODE BEGIN 0 / 和 / USER CODE END 0 */之间。
#include <stdio.h>
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
//具体哪个串口可以更改huart1为其它串口
HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1 , 0xffff);
return ch;
}

发表于 2024-1-30 16:39

在main.c里添加头文件 #include <stdio.h>

发表于 2024-1-30 16:39

之前忘记说了，这个printf重映射要在keil里也设置一下，不然一使用printf单片机就会卡死。

发表于 2024-1-30 16:39

（3）测试
在main的while里加入如下代码
printf("hello\r\n");
HAL_Delay(1000);

发表于 2024-1-30 16:39

发表于 2024-1-30 16:39

发表于 2024-1-30 16:39

4 霍尔传感器
（1）Cubemx配置
32定时器有一种霍尔模式，专门为无刷电机霍尔控制整的叭。

发表于 2024-1-30 16:40

打开定时器中断

发表于 2024-1-30 16:40

更改引脚名称（可选），为了编程方便

发表于 2024-1-30 16:40

（2）初始化启动
在main中加入下面启动代码。

__HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim3,TIM_IT_TRIGGER); //触发：有某个信号触发。
__HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim3,TIM_IT_UPDATE); //更新：有某个寄存器被更新。
HAL_TIMEx_HallSensor_Start_IT(&htim3);

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