无刷电机霍尔FOC移植例程

在上一个内容，讲解了无刷电机无感FOC的移植，无感FOC的移植和霍尔FOC的移植是非常相似的， 但是霍尔FOC多了一个霍尔模块需要移植，其他内容都是一样的。在本章内容开始前，大家需要准 备的相关文件有Renesas Motor Workbench软件、e2studio、RA6T2_MCILV1_SPM_hal_FOC_E2S_V110.zip文件。 我们将使用RA6T2_MCILV1_SPM_hal_FOC_E2S_V110.zip中的霍尔FOC例程程序，移植适配到野火RA6T2开发板、 野火BLDC电机及电机驱动板，通过野火RA6T2与Renesas Motor Workbench连接，去运行霍尔FOC程序。 RA6T2_MCILV1_SPM_hal_FOC_E2S_V110.zip中的无感FOC例程程序可以在瑞萨官网中下载，也可以在野火资料包中下载。

例程分析

本次实验中，使用的例程是RA6T2_MCILV1_SPM_hal_FOC_E2S_V110， 此程序使用的是官方的RA6T2电机开发板以及配套的驱动板，本次实验的目的就是将其修改为使用野火RA6T2开发板、驱动板、电机。 在原始例程中，使用的是RTK0EMA270S00020BJ官方开发板，主要实现的功能是通过上位机去进行控制，同时也可以通过板上的拨杆控制。

我们移植的目标是，通过野火6T2开发板以及野火电机驱动板、野火电机可以实现FOC的控制， 可以通过板上的电位器、按键去进行控制电机。这里我们要注意的是，野火6T2开发板和官板，其区别主要是在 PWM输出引脚、按键引脚、LED引脚、晶振、电机控制板、电机上区别，我们移植重点也是要考虑这些内容。

该样例程序的软件架构分为应用层、中间层和底层，层间使用标准API函数调用，应用层和底层的代码是完全开放的， 方便用户移植和升级开发。中间层大部分代码也是开放的，仅有几个核心算法函数以 Lib 形式提供，如下所示:

开始移植

霍尔FOC的例程和无感FOC的例程，在移植的步骤中都是非常相似的，在硬件层面、软件层面的修改都相似， 在学习本章内容之前，需要去学习无感FOC的例程。

FSP库修改

无感FOC的Stack配置模块

有感FOC的Stack配置模块

对比无感和有感的Stack配置模块，可以发现，两者的大部分内容是一直的， 但是在电机角度和速度计算，两者的模块是不一致的。在霍尔FOC的移植实验中， 在FSP库的配置方面，除了电机角度和速度计算模块（Motor Angle and Speed）不一致， 其余的配置内容，都是参照上一节课的移植内容，这里就不再重复讲解。所以我们重点看霍尔的配置。

在霍尔Stack模块配置中，主要需要修改的配置有霍尔输入引脚，霍尔换向的逻辑、以及转子角度修正参数。 在野火RA6T2中，霍尔引脚使用的是PB06、PB07、PA10，所以需要去配置引脚为中断输入模式，再配置霍尔Stack模块 中UVW霍尔输入对应的引脚号。然后是霍尔的换向逻辑，这个参数可以由电机换向表计算得出。

完成霍尔Stack内容配置以及霍尔引脚配置以后，关于FSP库的其余内容，都和上一章无感FOC的FSP库配置一样， 这里就不再重复讲解。

代码修改

在代码方面，无感和有感的FOC需要修改的内容，基本是一致的。 首先是在rm_motor_driver.c中ADC总线电压的偏置需要进行修改，

然后是在mtr_main.h文件中，需要对按键逻辑、按键引脚、LED引脚、 电位器引脚、增加电机使能宏定义进行修改。

在mtr_main.c文件中需要在board_ui、ics_ui两个函数里面调用电机工作的部分进行电机的使能失能， 由于板子上没有LED3，所以需要把LED的相关代码进行屏蔽。

在mtr_main.c文件中，还需要去修改串口的波特率为128000.

在r_mtr_motor_parameter.h文件中，需要去修改电机的参数。

以上的代码修改，都是与无感FOC的内容基本是一致的，这里就不继续详细的讲解。

这里还有一点需要注意的是，在工程文件路径srcapplicationuser_interfaceics下，加 入ICS2_RA6T2_Built_in.o 和 ICS2_RA6T2.h（如已存在文件，忽略此步骤）。然后还需要 点击工程右键属性项，选择 C/C++ Build->setting->GNU Arm Cross Linker->Miscellaneous->Other objects， 点击红色叉形图标将原来的 lib 目标文件删掉；再点击绿色加号图标，通过点击 Workspace 按钮， 替换为刚才加入的 ICS2_RA6T2_Built_in.o文件。如果少了这一步的话，Renesas_Motor_Workbench 会识别不到端口号（即使波特率正确）。

到这里，本次移植就已经完成。

测试

配置好串口以后，工程也已经修改完毕，现在可以将无刷电机驱动板接入野火RA6T2的无刷接口1， 电机驱动板连接上野火BLDC电机，连接好三相线、霍尔线，再给驱动板接上24V的直流电源，下面就可以开始测试。

在连接好电机和开发板以后，接上开发板电源和驱动板电源，给开发板下载程序， 下载完成后复位运行，此时按下KEY1（一直按着），无刷电机就开始运行了， 同时旋转电位器，可以调整电机的速度和方向。这是裸板测试。

同时，开发板可以通过串口，去连接Renesas_Motor_Workbench软件去进行调试， 首先需要打开Renesas_Motor_Workbench软件，去加载RMT和MAP文件，文件放在 srcapplicationuser_interfaceics 文件内， 文件名为：RA6T2_MCILV1_SPM_HALL_FOC_E2S_V110.rmt、RA6T2_MCILV1_SPM_HALL_FOC_E2S_V110_Ver090_conv.map。 然后点击弹出对话框的 set 按钮。

加载完文件以后，需要去修改软件的波特率，点击上面 Option 按钮， 选择 Baudrate Dialog 设置，将波特率改为 128000 后关闭。

设置好波特率以后，就可以去连接COM口，复位开发板，选择正确的COM， 他会弹出Easy和Analyzer窗口以及一些信息。Easy是简单的控制画面， Analyzer是分析界面。

点击Easy，就到了控制界面，可以看到，目前的状态是Ready，如果需要控制的话， 需要RMW UI使能，然后点击开始，拖动速度条，就可以控制了。RMW UI使能的原因 是在mtr_main.h，使能的是BOARD_UI模式。如果mtr_main.h使能的是ICS_UI模式， 就可以忽略这一步。

然后是Analyzer界面，在这里可以去读取全局变量的值，也可以写入变量值去控制电机。 工程里全局变量都可以列在此处进行交互。Data Type 这一栏是数据类型，Read是读出实时的数据， Write 是预期要写入的数据。当按下上方 Read 和 Write按钮时，可读出或者写入数据。

将控制窗口右边进度条拉到最低，可以看到变量 g_u2_chk_error 变量值为 128，这是系统 故障代码。128 意为欠压，是因为刚才芯片工作的时候，24V 电源并没有上电造成的。 如果错误值是18的话，就是在打开Renesas_Motor_Workbench软件时没有去加载RMF、MAP文件，没有设置变量。

1. 此时将控制窗口右边进度条拉到最高

2. com_u1_mode_system 值 Write 这一列写入 3（系统复位命令）

3. W？这一列本行挑勾

4. 设置 com_u1_enalbe_write 值和 g_u1_enable_write 值相同（系统写入保护设置,根据途中情况，可在 com_u1_enalbe_write 中写入 1）

5. W？这一列本行挑勾。

6. 完成后，点击坐上 Write 按钮，故障变量可清 0。

完成上面操作后，继续进行如下操作。

1. com_u1_mode_system 值 Write 这一列写入 1（启动命令）

2. com_f4_ref_speed_rpm 值设置为 1000（速度命令值）

3. 设置 com_u1_enalbe_write 值和 g_u1_enable_write 值相同

4. 勾选 W？相应位置

5. 完成后，点击左上 Write 按钮，电机可以启动