STM32G4 电机外设篇（三） TIM1 发波 和 ADC COMP DAC级联

news2025/6/3 22:14:11

目录

  • 一、STM32G4 电机外设篇（三） TIM1 发波 和 ADC COMP DAC级联
      • 1 TIM1 高级定时器发波
        • 1.1 stm32cubemx配置
      • 2 TIM1 ADC COMP DAC级联
        • 2.1 stm32cubemx配置
    • 附学习参考网址
      • 欢迎大家有问题评论交流 (* ^ ω ^)

一、STM32G4 电机外设篇（三） TIM1 发波 和 ADC COMP DAC级联

1 TIM1 高级定时器发波

  • 本章接线图详见之前的文章，记住要断开三相电机的uvw接线，否则输出的pwm波会影响电机
1.1 stm32cubemx配置

  • 本实验计划使用TIM1发出3对互补的PWM波，来模拟驱动电机
    在这里插入图片描述

  • 打开之前文章的STM32CubeMx，配置时钟源和TIM1
    在这里插入图片描述

  • 使用通道4触发ADC采样，配置PWM但是不输出

  • RCR设置为1
    在这里插入图片描述

  • RCR可以理解为一个队计时器触发频率的分频
    在这里插入图片描述

  • 设置完成后打开keil文件，修改代码

    1. 注释User Code 4中的中断处理函数，约在291行
//User Code PV中修改
float temp[3];
uint8_t tempData[16] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0x80,0x7F};

//User Code 2中修改
HAL_OPAMP_Start(&hopamp1);//使能运放
HAL_OPAMP_Start(&hopamp2);
HAL_OPAMP_Start(&hopamp3);
HAL_UART_Receive_IT(&huart3, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED);//自校验，减少采样误差
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc2,ADC_SINGLE_ENDED);
TIM1->PSC = 30000;
TIM1->ARR = 10000;
TIM1->CCR1 = 2000;
TIM1->CCR2 = 5000;
TIM1->CCR3 = 8000;
HAL_TIM_Base_Start(&htim1);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_3);
HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_3);

 /* USER CODE BEGIN WHILE */修改
while(1)
{
//		HAL_ADC_Start(&hadc1);
//		HAL_ADC_Start(&hadc2);//使能规则组转捿
//		HAL_ADCEx_InjectedStart_IT(&hadc1);
//		HAL_ADCEx_InjectedStart_IT(&hadc2);//使能规则组转换，并产生注入组中断
//		temp[0] = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
//		temp[1] = HAL_ADC_GetValue(&hadc2) * 0.02094726f; //根据分压电阻计算
//		memcpy(tempData, (uint8_t *)&temp, sizeof(temp));
//		HAL_UART_Transmit_DMA(&huart3, (uint8_t *)tempData, 24);
//		HAL_Delay(1);
	if((GPIOA->IDR & GPIO_PIN_8)!=0)
	{
		temp[0] = 1.0f;
	}
	else
	{
		temp[0] = 0.0f;
	}
	if((GPIOA->IDR & GPIO_PIN_9)!=0)
	{
		temp[1] = 3.0f;
	}
	else
	{
		temp[1] = 2.0f;
	}
	if((GPIOA->IDR & GPIO_PIN_10)!=0)
	{
		temp[2] = 5.0f;
	}
	else
	{
		temp[2] = 4.0f;
	}
	memcpy(tempData, (uint8_t *)&temp, sizeof(temp));
	HAL_UART_Transmit_DMA(&huart3, (uint8_t *)tempData, 16);
}
   /* USER CODE END WHILE */
  • 打开VOFA，就能看到成功的PWM曲线图像
    在这里插入图片描述

2 TIM1 ADC COMP DAC级联

  • 电机控制环路主要涉及的外设功能包含高级定时器TIM1的发波，OPAMP 及 ADC 准确的采样三相电流，并在三相电流过流时及时封波，避免损坏硬件
  • 本文将会使用STM32G4内部 TIM1ADCCOMP DAC级联使用
    在这里插入图片描述
  • TIM1 发波时序和电流采样触发
    在这里插入图片描述
  • 在最高点前一点采样，因为采样需要一个短暂的时间，这个时间段电流最稳定
  • 三相电流过流封波时序
    在这里插入图片描述
2.1 stm32cubemx配置

  • 在上一章的工程基础上增加TIM1通道4的触发源，作为ADC电流采样注入组的触发源，分别修改ADC1和ADC2的注入组转换触发源为TIM1比较4事件，增加PB1引脚功能
    在这里插入图片描述

  • 设置DAC_CHI连接MCU内部外设，其它参数默认

  • 使能比较器负向为DAC3，触发方式为上升沿触发
    在这里插入图片描述

  • 设置封波实现的break触发，设置GPIO4，生成代码,在这里插入图片描述

  • 打开Keil软件修改代码

uint8_t adc1_in1, adc1_in2, adc1_in3;
float IA, IB, IC;
uint8_t ADC_offset, IA_Offset, IB_Offset, IC_Offset;
float load_data[5];
float temp[5];
uint8_t tempData[24] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0x80,0x7F};


 /* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_OPAMP_Start(&hopamp1);//使能运放
HAL_OPAMP_Start(&hopamp2);
HAL_OPAMP_Start(&hopamp3);
HAL_UART_Receive_IT(&huart3, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED);//自校验，减少采样误差
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc2,ADC_SINGLE_ENDED);
TIM1->ARR = 8000-1;
TIM1->CCR4 = 8000-2;
HAL_TIM_Base_Start(&htim1);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_4);
HAL_ADCEx_InjectedStart_IT(&hadc1);
HAL_ADCEx_InjectedStart(&hadc2);
HAL_DAC_Start(&hdac3, DAC_CHANNEL_1);
HAL_DAC_SetValue(&hdac3, DAC_CHANNEL_1,	DAC_ALIGN_12B_R, 3000);
HAL_COMP_Start(&hcomp1);

 /* USER CODE BEGIN WHILE */
while(1)
{
	HAL_ADC_Start(&hadc1);
	HAL_ADC_Start(&hadc2);
	Vpoten = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
	adc_vbus = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);
	Vbus = adc_vbus * 3.3f/4096*26;
	HAL_Delay(10);
}

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
    UNUSED(GPIO_Pin);
	if(Button2_Pin == GPIO_Pin)
	{
		HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
		HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
		HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_3);
		HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
		HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
		HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
	}
	if(Button3_Pin == GPIO_Pin)
	{
		HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
		HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
		HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_3);
		HAL_TIMEx_PWMN_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
		HAL_TIMEx_PWMN_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
		HAL_TIMEx_PWMN_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_3);
	}
}

//注入中断处理程序
void HAL_ADCEx_InjectedConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
	static uint8_t cnt;
	/* Prevent unused argument(s)compilation warning */
	UNUSED(hadc);
	if(hadc == &hadc1)
	{
		if(ADC_offset == 0)
		{
			cnt++;
			adc1_in1 = hadc1.Instance->JDR1;
			adc1_in2 = hadc2.Instance->JDR1;
			adc1_in3 = hadc1.Instance->JDR2;
			IA_Offset += adc1_in1;
			IB_Offset += adc1_in2;
			IC_Offset += adc1_in3;
			if(cnt >= 10)
			{
				ADC_offset =1;
				IA_Offset = IA_Offset/10;
				IB_Offset = IB_Offset/10;
				IC_Offset = IC_Offset/10;
			}
		}
		else
		{
			adc1_in1 = hadc1.Instance->JDR1;
			IA = (adc1_in1 - IA_Offset)*0.0193359375f;
			adc1_in2 = hadc2.Instance->JDR1;
			IB = (adc1_in2 - IB_Offset)*0.0193359375f;
			adc1_in3 = hadc1.Instance->JDR2;
			IC = (adc1_in3 - IC_Offset)*0.0193359375f;
			TIM1->CCR1= 2000;
			TIM1->CCR2= 4000;
			TIM1->CCR3= 6000;
			load_data[0] = IA;
			load_data[1] = IB;
			load_data[2] = IC;
			load_data[3]= 0;
			load_data[4]= 0;
			memcpy(tempData,(uint8_t*)&load_data, sizeof(load_data));
			HAL_UART_Transmit_DMA(&huart3,(uint8_t *)tempData, 6*4);
		}
	}
}
  • 不知道为啥产生了一个4.4A的偏差
    在这里插入图片描述

附学习参考网址

  1. STM32G4 FOC开发实战

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