| M32SPIN0280 是靈動(dòng)微電機(jī)新推出的針對(duì)電機(jī)控制市場(chǎng)的專(zhuān)用 MCU，該系列 MCU 搭載了Arm®Cortex®-M0 內(nèi)核，最高工作頻率可達(dá) 96MHz，內(nèi)置高速存儲(chǔ)器，并集成了 I/O 端口和多種外設(shè)。MM32SPIN0280 系列 MCU 適用于各類(lèi)電機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景，其典型應(yīng)用包括風(fēng)機(jī)、水泵、電動(dòng)自行車(chē)、服務(wù)器風(fēng)機(jī) 、吊扇、電動(dòng)工具、工業(yè)變頻、伺服舵機(jī)、空調(diào)風(fēng)機(jī)等。
1該文檔介紹基于靈動(dòng)微電子 32 位微處理器 MM32SPIN0280 的電動(dòng)工具無(wú)感方波控制方案， 包括 MM32SPIN0280 芯片資源以及軟件說(shuō)明。 以下是電動(dòng)工具無(wú)感方波控制方案的功能列表：
2. 硬件參考設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)由外部 DC 電源供電, 經(jīng)降壓后得到 12V 給 Gate driver IC 供電以驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管，12V 通過(guò)降壓 IC 輸出 5V 給 MM32 SPIN 系列微處理器及其他功能模塊供電。通過(guò)外部電路檢測(cè)反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)信號(hào)，對(duì)應(yīng)六種不同的逆變器 MOS 管驅(qū)動(dòng)順序，實(shí)現(xiàn) BLDC 電機(jī)的六步換相。采用 0~5V 的電壓輸入做為速度命令的來(lái)源, 以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。 用戶(hù)轉(zhuǎn)動(dòng)可變電阻旋鈕可以改變此輸入電壓值，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。圖 2 是 MM32SPIN0280 方案硬件框圖
3. 軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)時(shí)序設(shè)計(jì)嵌入式程序的設(shè)計(jì)中最重要的就是時(shí)序的設(shè)計(jì)，無(wú)刷直流電機(jī)矢量控制的執(zhí)行需要在嵌入式系統(tǒng)中的定時(shí)中斷中定期執(zhí)行，這就需要使用 PWM 和 ADC 的同步機(jī)制。本程序中的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)均在 ADC 中斷中執(zhí)行。ADC 的采樣由 TIM1 的 CCR4 的值一半的附近觸發(fā)，如圖所示
從圖中可以看出，在本程序中 ADC 中斷周期和PWM周期一致，過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)在換相結(jié)束后 的 ADC 中斷中對(duì)非導(dǎo)通相和母線電壓的一半比較完成。
由圖可知，系統(tǒng)上電復(fù)位后，先執(zhí)行一段延時(shí)函數(shù)，等待系統(tǒng)穩(wěn)定后開(kāi)始初始化系統(tǒng)外設(shè) 及參數(shù)，最后使能對(duì)應(yīng)的中斷，在 while 循環(huán)中執(zhí)行喂狗及 1ms 一次的慢速環(huán)狀態(tài)機(jī)。 1) ADC 法檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)時(shí)，在 ADC1 中斷執(zhí)行過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)，在 TIM2 中執(zhí)行延時(shí)和換相。 2) 比較器法檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)時(shí)，在 TIM14 中斷執(zhí)行過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)，并執(zhí)行延時(shí)和換相。
系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)層主要包含常用的電機(jī)外設(shè)的配置如下所示：
3.3 軟件流程圖 該案整體軟件流程設(shè)計(jì)如下圖所示，在 Main()函數(shù)主要執(zhí)行低速任務(wù)：1ms 時(shí)間片執(zhí)行電 位器調(diào)速和加減速曲線調(diào)節(jié)。ADC 采樣完成中斷里讀取母線電壓、電流、轉(zhuǎn)速命令值以及電機(jī) 三相反電動(dòng)勢(shì)電壓并檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)。TIM1 產(chǎn)生 6ch PWM，并啟用 break 中斷。Systick 中斷的定 時(shí)可作為系統(tǒng)時(shí)基。 1) 使用 ADC 法檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)時(shí)，將使能 TIM2 中斷執(zhí)行過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)以及延時(shí)換相功能。 2) 使用比較器法檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)時(shí)，將會(huì)使能 TIM14 中斷進(jìn)行過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)以及延時(shí)換相功能
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