霍尔Foc算法解析，代码 中颖单片机，3213 提供代码、电路图和pcb 算法对开关霍尔的处理颇有独到之处，是做hallfoc的良好参考…… 工程中坐标变换是库，算法是开源的，请知悉
系统概述
本系统基于中颖SH79F3213单片机，实现了一套完整的电动车电机控制解决方案。该系统采用霍尔FOC（磁场定向控制）算法，对开关霍尔的处理具有独到之处，是研究Hall-FOC技术的良好参考。
硬件架构配置
时钟系统配置
主时钟源：12MHz外部晶振配合PLL倍频
系统时钟：84MHz（12MHz × 7倍频）
时钟分频：1分频模式，确保高速处理能力
GPIO功能分配
系统对6个端口（P0-P5）进行了精细的功能划分：
关键功能引脚：
P2端口：PWM输出控制，用于电机三相驱动
P3端口：刹车信号检测（P3_7）
P4/P5端口：辅助功能控制（助力、倒车等）
ADC通道：多路模拟信号采集，包括电流、电压、反电动势等
核心功能模块
1. 电机驱动控制
PWM模块配置
工作模式：中央对齐模式，提供更平滑的电机控制
死区时间：2.9μs，防止上下桥臂直通
输出极性：高有效输出，确保驱动逻辑正确
故障保护：FLT1/FLT2双重保护机制
ADC采样系统
系统采用多通道序列采样，实时监测关键参数：
采样通道：
三相电流（Ia, Ib, Ic）
平均电流
转把电压
电池电压
反电动势（A相和总和）
// ADC序列采样配置示例
#define _SeqChCurrentIA (AdcChOP4) // A相电流采样
#define _SeqChHandleBar (AdcCh6) // 转把电压采样
2. 霍尔信号处理
自动学习功能
系统具备霍尔角度自学习能力，通过HALLAUTOTEST功能：
自动识别电机极对数
计算霍尔传感器安装角度
建立角度映射表，提高控制精度
缺相检测与容错
实时监测霍尔信号完整性
支持缺相条件下的容错运行
防止因霍尔故障导致的系统停机
3. 保护机制
电气保护
过压/欠压保护：实时监测电池电压
过流保护：三相电流实时监控
MOS管状态检测：上下桥臂健康状态诊断
运行保护
堵转保护：检测电机异常堵转
超速保护：防止电机超速运行
刹车优先：确保安全制动
4. 高级控制功能
弱磁控制（Field Weakening）
通过WEAKEN_FLUX功能实现：
扩展电机高速运行范围
自动调整d轴电流分量
最大弱磁强度可配置
过调制控制（Over Modulation）
提高直流母线电压利用率
在高速时提供更大输出电压
通过OVER_MODULATION参数使能
软件架构特点
状态机设计
系统采用明确的状态机管理：
enum system_state {
STATE_INIT, // 初始化状态
STATE_STANDBY, // 待机状态
STATE_RUN, // 运行状态
STATE_HALL_LESS, // 缺相运行状态
STATE_ERROR // 错误状态
};
实时控制循环
位置检测：通过霍尔信号计算电机角度
电流采样：实时采集三相电流
坐标变换：Clark/Park变换
PID调节：电流环控制
逆变换：Park逆变换生成PWM
保护判断：综合各种保护条件
功能配置系统
通过宏定义实现灵活的功能配置：
#define BREAK_EN 1 // 刹车功能使能
#define ASSIST_EN 1 // 助力功能使能
#define WEAKEN_FLUX 1 // 弱磁控制使能
#define OVER_MODULATION 1 // 过调制使能
特色功能详解
电子刹车功能
可配置刹车信号极性
支持自动反充电（VLSC）
I/O口选择反充电模式
助力检测
通过周期检测判断助力状态
可配置的灵敏度参数
与主驱动无缝切换
倒车功能
独立的倒车控制逻辑
速度限制确保安全
专用I/O口检测
性能优化特性
中断管理
多层次中断优先级配置
关键任务（如PWM生成）赋予高优先级
合理的中断响应时间保证
计算优化
使用Q14格式定点数运算
预计算常用常数（如√3、1/√3）
查表法减少实时计算量
调试与诊断
错误代码系统
系统定义了完整的错误代码，便于故障诊断：
ERRORMOSDOWN：下桥MOS管故障
ERROR_HALL：霍尔传感器故障
ERRORVBUSHIGH：过压保护
ERRORPHASEERROR：缺相错误
实时监控
通过LED显示和潜在的通信接口，提供系统状态反馈。
总结
该SH79F3213电动车控制系统展现了以下技术特点：
完整的FOC实现：基于霍尔传感器的磁场定向控制
鲁棒性强：多重保护机制确保系统安全
功能丰富：支持弱磁、过调制等高级控制策略
配置灵活：通过宏定义轻松适配不同电机参数
实时性好：优化的中断处理和算法实现
这套解决方案为电动车电机控制提供了可靠的技术基础，特别在霍尔信号处理和故障容错方面具有显著优势，适合需要高可靠性和良好性能的电动车辆应用场景。
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