5. 直流有刷驱动板电流电压采集¶
野火使用MOS管搭建的直流有刷驱动板做到了信号完全隔离，其他驱动板基本都只是使用光耦隔离了控制信号， 并没有对ADC采样电路进行隔离，野火不仅使用光耦对控制信号进行了隔离， 还使用AMC1200SDUBR隔离运放对ADC采样电路进行了隔离。
5.1. 电流采样电路¶
如下图所示是电流采样电路，在电机驱动电路中串入一个0.02Ω、2W的采样电阻，将电流信号转换成电压信号， 再经过隔离运放放大8倍后差分输出，使用普通运放将差分输出转换成单端输出给STM32的ADC采样通道。
从上图中我们可以知道是一个负反馈电路，那么根据虚短和虚断可以知道Up=Un， p点和n点没有电流到运放的5脚和6脚，可以得：
R61与后面的电容组成RC滤波电路，R61上流过的电流很小，压降也小，可以忽略不计，Vo等于Vcurrent_adc。
将（1）式和（2）式整理可得：
因为Up=Un，所以有：
其中R52=R51=R53=R50=10KΩ， 将R52、R51、R53和R50阻值带入上式化简可得：
因为隔离运放将Vi放大8倍后输出，所以有U7-U6=8*Vi， 带入上式可得：
在下图中使用电压比较器LMV331SE实现10A过流保护电路，电流采样电路中Vi经过隔离运放和普通运放后变成Vcurrent_adc输入到下图比较器的IN-， 当IN-的电压超过IN+时，比较器的OUT将输出低电平到74HC1G66GW（模拟开关）的Y端口和左下端的NPN型MOS管中。当OUT将输出低电平时，NPN-MOS截止，此时3V3电压会供给74HC1G66GW，让其使能，这样模拟开关就会闭合，74HC1G66GW的Y端口与Z端口相当于连接在一起，低电平信号从Z端口，输出到下一级锁存器SN74LVC1G373DBVR，锁存器对输入信号进行锁存并输出到与门。
光耦隔离部分电路图如下图所示。
与门输入输出与MOS管状态真值表如下表所示。
A |
B |
Y |
MOS |
|---|---|---|---|
H |
H |
H |
可导通 |
H |
L |
L |
关断（过流保护） |
L |
H |
L |
关断（单片机控制关断） |
L |
L |
L |
关断（单片机控制关断，过流保护） |
5.2. 电压采样电路¶
如下图所示是电源电压采样电路，在电源电压上并联R18和R19、R59的串联电阻，R19两端的电压作为隔离运放的输入， 再经过隔离器件后差分输出，使用普通运放将差分输出转换成单端输出，连接到STM32的ADC采样通道。 隔离运放的输入电压为Vi，则有:Vi/R19=POWER/(R18+R59+R19)，带入电阻值可得：Vi=POWER/37， 通过上一节中电流采样电流的计算方法可以计算得到POWER_ADC=POWER/37+1.24，不同的是，电压检测部分的隔离器件是没有进行放大的。
5.3. 硬件连接¶
本章实验需要连接开发板和驱动板，这里给出接线表。
5.4. 在STM32中实现电流电压采集¶
从第一节电流采样电路中，我们可以知道，想要对电流进行采集，需要将电流信号转换为电压信号。我们通过硬件部分完成了对该信号转换、放大处理，这样一来就可以很方便的在STM32使用ADC外设对该信号进行采集。在STM32中采集到了数据，最终再通过的一些数据的处理，我们就可以得到所需的电流值。当然同理可得，我对电压信号的采集也是类似地，下面我们看代码如何进行这部分的处理。
5.4.1. 软件设计¶
配套代码在下面目录中可以找到:
basis_part\F407\直流有刷减速电机-电流电压读取-MOS管搭建板
5.4.1.1. 编程要点¶
初始化ADC并使用DMA进行数据的获取
编写函数对采集得到的数据进行处理
编写获取最终电流值的函数
测试代码
5.4.2. 软件分析¶
时钟等其他相关的初始化与前面工程相同，这里不过多赘述，我们直接看ADC初始化的代码，看ADC初始化结构体各个参数的配置，如果对ADC配置有疑问，请看《野火STM32库开发实战指南》，有针对ADC外设的细致讲解。
5.4.2.1. ADC初始化¶
5.4.2.1.1. ADC_Init()函数¶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | /**
* @brief 电流采集初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
void ADC_Init(void)
{
ADC_GPIO_Config();
adc_dma_init();
ADC_Mode_Config();
}
|
在ADC_Init()函数中，我们对ADC采集涉及到的相关GPIO进行了初始化，对DMA获取数据进行了配置，也配置了ADC采集的模式，再具体看每一个函数的实现。
5.4.2.1.2. ADC_GPIO_Config()函数¶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | /**
* @brief ADC 通道引脚初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
static void ADC_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 使能 GPIO 时钟
CURR_ADC_GPIO_CLK_ENABLE();
VBUS_GPIO_CLK_ENABLE();
// 配置 IO
GPIO_InitStructure.Pin = CURR_ADC_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL ; //不上拉不下拉
HAL_GPIO_Init(CURR_ADC_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pin = VBUS_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(VBUS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
|
ADC_GPIO_Config()中的部分配置使用了宏定义，具体定义内容到工程中查看。
5.4.2.1.3. adc_dma_init()函数¶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 | void adc_dma_init(void)
{
// ------------------DMA Init 结构体参数 初始化--------------------------
// ADC1使用DMA2，数据流0，通道0，这个是手册固定死的
// 开启DMA时钟
CURR_ADC_DMA_CLK_ENABLE();
// 数据传输通道
DMA_Init_Handle.Instance = CURR_ADC_DMA_STREAM;
// 数据传输方向为外设到存储器
DMA_Init_Handle.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
// 外设寄存器只有一个，地址不用递增
DMA_Init_Handle.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
// 存储器地址固定
DMA_Init_Handle.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
// 外设数据大小为半字，即两个字节
DMA_Init_Handle.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
// 存储器数据大小也为半字，跟外设数据大小相同
DMA_Init_Handle.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
// 循环传输模式
DMA_Init_Handle.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
// DMA 传输通道优先级为高，当使用一个DMA通道时，优先级设置不影响
DMA_Init_Handle.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
// 禁止DMA FIFO ，使用直连模式
DMA_Init_Handle.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;
// FIFO 大小，FIFO模式禁止时，这个不用配置
DMA_Init_Handle.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_HALFFULL;
DMA_Init_Handle.Init.MemBurst = DMA_MBURST_SINGLE;
DMA_Init_Handle.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE;
// 选择 DMA 通道，通道存在于流中
DMA_Init_Handle.Init.Channel = CURR_ADC_DMA_CHANNEL;
//初始化DMA流，流相当于一个大的管道，管道里面有很多通道
HAL_DMA_Init(&DMA_Init_Handle);
__HAL_LINKDMA(&ADC_Handle,DMA_Handle,DMA_Init_Handle);
}
|
adc_dma_init()配置为半字传输，方向配置为从ADC外设搬运数据到内存中，最后初始化DMA。
5.4.2.1.4. ADC_Mode_Config()函数¶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 | /**
* @brief ADC 和 DMA 初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
static void ADC_Mode_Config(void)
{
// 开启ADC时钟
CURR_ADC_CLK_ENABLE();
// -------------------ADC Init 结构体 参数 初始化------------------------
// ADC1
ADC_Handle.Instance = CURR_ADC;
// 时钟为fpclk 4分频
ADC_Handle.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCKPRESCALER_PCLK_DIV4;
// ADC 分辨率
ADC_Handle.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
// 禁止扫描模式，多通道采集才需要
ADC_Handle.Init.ScanConvMode = ENABLE;
// 连续转换
ADC_Handle.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
// 非连续转换
ADC_Handle.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
// 非连续转换个数
ADC_Handle.Init.NbrOfDiscConversion = 0;
//禁止外部边沿触发
ADC_Handle.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
//使用软件触发
ADC_Handle.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
//数据左对齐
ADC_Handle.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_LEFT;
//转换通道 2个
ADC_Handle.Init.NbrOfConversion = 2;
//使能连续转换请求
ADC_Handle.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;
//转换完成标志
ADC_Handle.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
// 初始化ADC
HAL_ADC_Init(&ADC_Handle);
//---------------------------------------------------------------------------
ADC_ChannelConfTypeDef ADC_Config;
ADC_Config.Channel = CURR_ADC_CHANNEL;
ADC_Config.Rank = 1;
// 采样时间间隔
ADC_Config.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES;
ADC_Config.Offset = 0;
// 配置 ADC 通道转换顺序为1，第一个转换，采样时间为3个时钟周期
HAL_ADC_ConfigChannel(&ADC_Handle, &ADC_Config);
/** Configure for the selected ADC regular channel its corresponding rank in the sequencer and its sample time.
*/
ADC_Config.Channel = VBUS_ADC_CHANNEL;
ADC_Config.Rank = 2;
// 采样时间间隔
ADC_Config.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES;
ADC_Config.Offset = 0;
if (HAL_ADC_ConfigChannel(&ADC_Handle, &ADC_Config) != HAL_OK)
{
while(1);
}
// 外设中断优先级配置和使能中断配置
HAL_NVIC_SetPriority(ADC_DMA_IRQ, 1, 1);
HAL_NVIC_EnableIRQ(ADC_DMA_IRQ);
HAL_ADC_Start_DMA(&ADC_Handle, (uint32_t*)&adc_buff, ADC_NUM_MAX);
}
|
ADC_Mode_Config()函数对ADC进行了配置，具体看代码中各个参数的注释。将ADC配置为循环采集，因实际工程中也进行了电压采集，所以配置了两个转换通道，最后分别配置两个通道参数，就完成了ADC的配置。再配置的最后，使用HAL_ADC_Start_DMA使能DMA传输，就可以开始采集数据了，但是我们还需要对数据进行更多的处理，才能使数据稳定可靠。
5.4.2.2. 数据处理部分¶
5.4.2.2.1. HAL_ADC_ConvCpltCallback()函数¶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 | /**
* @brief 常规转换在非阻塞模式下完成回调
* @param hadc: ADC 句柄.
* @retval 无
*/
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
int32_t adc_mean = 0;
HAL_ADC_Stop_DMA(hadc); // 停止 ADC 采样，处理完一次数据在继续采样
/* 计算电流通道采样的平均值 */
for(uint32_t count = 0; count < ADC_NUM_MAX; count+=2)
{
adc_mean += (int32_t)adc_buff[count];
}
adc_mean_sum += adc_mean / (ADC_NUM_MAX / 2); // 累加电压
adc_mean_count++;
#if 1
adc_mean = 0;
/* 计算电压通道采样的平均值 */
for(uint32_t count = 1; count < ADC_NUM_MAX; count+=2)
{
adc_mean += (int32_t)adc_buff[count];
}
vbus_adc_mean = adc_mean / (ADC_NUM_MAX / 2); // 保存平均值
#else
vbus_adc_mean = adc_buff[1];
#endif
HAL_ADC_Start_DMA(&ADC_Handle, (uint32_t*)&adc_buff, ADC_NUM_MAX); // 开始 ADC 采样
}
|
当DMA搬运ADC_NUM_MAX个数据后，我们预设的BUF已经被填满了ADC采集得到的数据，这时DMA会产生一个中断，最终回调HAL_ADC_ConvCpltCallback通知用户，一轮ADC的采集已经完成。这时我们就可以先使用HAL_ADC_Stop_DMA停止DMA和ADC的工作，进行对数据的处理，当数据处理完成，我们再开启ADC的采集。
在HAL_ADC_ConvCpltCallback()回调函数中，我们对电流采集的原始数据进行 累加 给赋值adc_mean，再将adc_mean除以采集数据的个数(ADC_NUM_MAX/2)，以获得采集数据的原始数据平均值。将其 累加 赋值给adc_mean_sum，并对adc_mean_count+1，记录采集次数。完成这些操作后，再重新调用HAL_ADC_Start_DMA以开启新一轮的采集。
在电流数据处理下面，我们可以看到对电压也进行了同样的采集操作，并且添加了宏定义#if，因为同时采集电流电压较为耗时。我们实验时可以将#if置为0，方便我们观察实验现象。
5.4.2.2.2. get_curr_val()函数¶
前面我们通过回调函数获得了采集的原始数据，现在我们对采集得到的原始数据进行处理，以得到真实的电流值。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 | /**
* @brief 获取电流值
* @param 无
* @retval 转换得到的电流值
*/
int32_t get_curr_val(void)
{
static uint8_t flag = 0;
static uint32_t adc_offset = 0; // 偏置电压
int16_t curr_adc_mean = 0; // 电流 ACD 采样结果平均值
curr_adc_mean = adc_mean_sum / adc_mean_count; // 保存平均值
adc_mean_count = 0;
adc_mean_sum = 0;
if (flag < 17)
{
adc_offset = curr_adc_mean; // 多次记录偏置电压，待系统稳定偏置电压才为有效值
flag += 1;
}
if(curr_adc_mean>=adc_offset)
{
curr_adc_mean -= adc_offset; // 减去偏置电压
}else
{
curr_adc_mean=0;
}
float vdc = GET_ADC_VDC_VAL(curr_adc_mean); // 获取电压值
return GET_ADC_CURR_VAL(vdc);
}
|
在get_curr_val()中，我们对采集得到的原始数据累加的和(adc_mean_sum)除以累加次数(adc_mean_count)来求平均值，进行滤波操作，保证数据的稳定性。然后我们将以前的累加次数清零，为后面采集的数据做重新开始累加、滤波的准备。在实际情况中，每采集10次数据做一次滤波，得到的电流数据比较稳定，但是在程序设定时间内可能无法达到每采集10次做一次滤波操作，所以用户可以根据实际的实际需求来设定采集次数，采集间隔等。
必须注意的是，在硬件设计中，并不是以0v为起始电压而是加了1.24v的偏置，具体看图 差分转单端输出结果 中的V1.24。所以我们程序中，使用flag，在开发板上电后电机没有启动时，就先采集17次偏置电压数据(实测中采集17次后的偏执电压较为准确，这个次数和电路达到稳定状态的时间有关)，然后将偏置电压保存起来，这里使用static定义adc_offset。最后在每次获取电流值计算时，都会将偏置电压减去，保证数据是正确的。
在得到有效的电流转换电压的采集值后，我们对该电压值进行转换操作，将其转换回电流，调用GET_ADC_CURR_VAL。
1 2 3 | #define VREF 3.3f // 参考电压，理论上是3.3，可通过实际测量得3.258
#define GET_ADC_VDC_VAL(val) ((float)val/(float)65536.0*VREF) // 得到电压值
#define GET_ADC_CURR_VAL(val) (((float)val)/(float)8.0/(float)0.02*(float)1000.0) // 得到电流值，电压放大8倍，0.02是采样电阻，单位mA。
|
只是简单宏定义即可实现。
5.4.2.3. 主函数¶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 | /**
* @brief 主函数
* @param 无
* @retval 无
*/
int main(void)
{
__IO uint16_t ChannelPulse = PWM_MAX_PERIOD_COUNT*0.5;
uint8_t i = 0;
uint8_t flag = 0;
HAL_Init();
/* 初始化系统时钟为168MHz */
SystemClock_Config();
/* 初始化按键GPIO */
Key_GPIO_Config();
/* 初始化 LED */
LED_GPIO_Config();
/* 电机初始化 */
motor_init();
/* 串口初始化 */
DEBUG_USART_Config();
/* ADC 始化 */
ADC_Init();
set_motor_speed(ChannelPulse);
set_motor_disable(); // 禁用电机
printf("野火直流有刷电机电流读取实验\r\n");
while(1)
{
/* 扫描KEY1 */
if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT, KEY1_PIN) == KEY_ON)
{
/* 使能电机 */
set_motor_enable();
}
/* 扫描KEY2 */
if( Key_Scan(KEY2_GPIO_PORT, KEY2_PIN) == KEY_ON)
{
/* 禁用电机 */
set_motor_disable();
}
/* 扫描KEY3 */
if( Key_Scan(KEY3_GPIO_PORT, KEY3_PIN) == KEY_ON)
{
/* 增大占空比 */
ChannelPulse += PWM_MAX_PERIOD_COUNT/10;
if(ChannelPulse > PWM_MAX_PERIOD_COUNT)
ChannelPulse = PWM_MAX_PERIOD_COUNT;
set_motor_speed(ChannelPulse);
}
/* 扫描KEY4 */
if( Key_Scan(KEY4_GPIO_PORT, KEY4_PIN) == KEY_ON)
{
if(ChannelPulse < PWM_MAX_PERIOD_COUNT/10)
ChannelPulse = 0;
else
ChannelPulse -= PWM_MAX_PERIOD_COUNT/10;
set_motor_speed(ChannelPulse);
}
/* 扫描KEY5 */
if( Key_Scan(KEY5_GPIO_PORT, KEY5_PIN) == KEY_ON)
{
/* 转换方向 */
set_motor_direction( (++i % 2) ? MOTOR_FWD : MOTOR_REV);
}
if (HAL_GetTick()%50 == 0 && flag == 0) // 每50毫秒读取一次电流、电压
{
flag = 1;
int32_t current = get_curr_val();
#if 0//defined(PID_ASSISTANT_EN)
set_computer_value(SEED_FACT_CMD, CURVES_CH1, ¤t, 1);
#else
printf("电源电压：%.2fV，电流：%dmA\r\n", get_vbus_val(), current);
#endif
}
else if (HAL_GetTick()%50 != 0 && flag == 1)
{
flag = 0;
}
}
}
|
我们通过主函数打印，就可以检测电压电流获取的情况如何了。
5.4.3. 下载验证¶
5.5. 在STM32中实现限电流-过压-欠压保护¶
在前面我们通过软件获取了电路的工作状态，现在我们就可以通过获取到的工作状态来设计一些应用，例如在实际的使用场景里，我们常常需要关注电路工作时的状态是否正常，如果发生故障，应当即可进行处理，否则很容以损坏设备，下面我们通过编写软件来实现电路的一些保护功能。
5.5.1. 软件设计¶
配套代码在下面目录中可以找到:
basis_part\F407\直流有刷减速电机-限电流-过压-欠压保护-MOS管搭建板
5.5.1.1. 编程要点¶
实现ADC看门狗，设定过压欠压保护，异常时处理。
监控电流状态，异常时停机
测试代码
5.5.2. 软件分析¶
5.5.2.1. ADC_Init函数¶
与前面电流采集的ADC_Init()函数除了ADC模式配置有区别外，其他初始化部分相同，下面我们来看不同的部分:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 | /**
* @brief ADC 和 DMA 初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
static void ADC_Mode_Config(void)
{
/*************************************************************************/
/********************************前面代码部分相同,省略********************************/
/*************************************************************************/
/** Configure the analog watchdog
*/
ADC_AnalogWDGConfTypeDef AnalogWDGConfig = {0};
AnalogWDGConfig.WatchdogMode = ADC_ANALOGWATCHDOG_SINGLE_REG;
AnalogWDGConfig.HighThreshold = VBUS_HEX_MAX;
AnalogWDGConfig.LowThreshold = VBUS_HEX_MIN;
AnalogWDGConfig.Channel = VBUS_ADC_CHANNEL;
AnalogWDGConfig.ITMode = ENABLE;
if (HAL_ADC_AnalogWDGConfig(&ADC_Handle, &AnalogWDGConfig) != HAL_OK)
{
while(1);
}
/** Configure for the selected ADC regular channel its corresponding rank in the sequencer and its sample time.
*/
ADC_Config.Channel = VBUS_ADC_CHANNEL;
ADC_Config.Rank = 2;
// 采样时间间隔
ADC_Config.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES;
ADC_Config.Offset = 0;
if (HAL_ADC_ConfigChannel(&ADC_Handle, &ADC_Config) != HAL_OK)
{
while(1);
}
// 外设中断优先级配置和使能中断配置
HAL_NVIC_SetPriority(ADC_DMA_IRQ, 1, 1);
HAL_NVIC_EnableIRQ(ADC_DMA_IRQ);
HAL_NVIC_SetPriority(ADC_VBUS_IRQ, 0, 1);
HAL_NVIC_EnableIRQ(ADC_VBUS_IRQ);
HAL_ADC_Start_DMA(&ADC_Handle, (uint32_t*)&adc_buff, ADC_NUM_MAX);
}
|
在上图中，我们可以看到多了一个ADC_AnalogWDGConfTypeDef结构体的配置，这就时ADC模拟看门狗。ADC模拟看门狗的功能与STM32的看门狗外设功能大致相同，如果对看门狗不了解，请看《野火STM32库开发实战指南》看门狗章节。配置好了ADC模拟看门狗的溢出上下限，使能中断，我们就可以使用ADC模拟看门狗外设对电路电压进行异常检测了。当电路异常时，看门狗会触发中断回调，我们通过编写中断回调函数就可以对异常进行一定处理。
5.5.2.2. ADC模拟看门狗溢出回调函数¶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | /**
* @brief 在非阻塞模式模拟看门狗回调
* @param hadc: ADC 句柄.
* @retval 无
*/
void HAL_ADC_LevelOutOfWindowCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
flag_num++; // 电源电压超过阈值电压
if (vbus_adc_mean > VBUS_HEX_MIN && vbus_adc_mean < VBUS_HEX_MAX)
flag_num = 0;
if (flag_num > ADC_NUM_MAX) // 电源电压超过阈值电压10次
{
set_motor_disable();
flag_num = 0;
LED1_ON;
printf("电源电压超过限制!请检查原因，复位开发板在试!\r\n");
while(1);
}
}
|
当看门狗检测到溢出时，会触发此中断回调函数。在函数中，我们使用了flag_num来记录触发异常的次数，如果flag_num超过阈值，我们则认为电路异常了，这时采取电机停机、LED灯显示提示、串口打印等来提示用户电路异常的情况，在实际应用中，我们则根据实际需要来调整这部分代码。
5.5.2.3. 主函数¶
在上面我们配置了ADC模拟看门狗来做电压保护，我们现在用另一种方式，来处理限制电流的情况，就是在主函数中轮询。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 | /**
* @brief 主函数
* @param 无
* @retval 无
*/
int main(void)
{
__IO uint16_t ChannelPulse = PWM_MAX_PERIOD_COUNT*0.5;
uint8_t curr_max_count = 0;
uint8_t flag = 0;
uint8_t dir = 0;
HAL_Init();
/* 初始化系统时钟为168MHz */
SystemClock_Config();
/* 初始化按键GPIO */
Key_GPIO_Config();
/* 初始化 LED */
LED_GPIO_Config();
/* 电机初始化 */
motor_init();
/* 串口初始化 */
DEBUG_USART_Config();
/* ADC 始化 */
ADC_Init();
set_motor_speed(ChannelPulse);
set_motor_disable(); // 禁用电机
printf("野火直流有刷电机-限流-过压-欠压保护实验\r\n");
while(1)
{
/* 扫描KEY1 */
if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT, KEY1_PIN) == KEY_ON)
{
/* 使能电机 */
set_motor_enable();
}
/* 扫描KEY2 */
if( Key_Scan(KEY2_GPIO_PORT, KEY2_PIN) == KEY_ON)
{
/* 禁用电机 */
set_motor_disable();
}
/* 扫描KEY3 */
if( Key_Scan(KEY3_GPIO_PORT, KEY3_PIN) == KEY_ON)
{
/* 增大占空比 */
ChannelPulse += PWM_MAX_PERIOD_COUNT/10;
if(ChannelPulse > PWM_MAX_PERIOD_COUNT)
ChannelPulse = PWM_MAX_PERIOD_COUNT;
set_motor_speed(ChannelPulse);
}
/* 扫描KEY4 */
if( Key_Scan(KEY4_GPIO_PORT, KEY4_PIN) == KEY_ON)
{
if(ChannelPulse < PWM_MAX_PERIOD_COUNT/10)
ChannelPulse = 0;
else
ChannelPulse -= PWM_MAX_PERIOD_COUNT/10;
set_motor_speed(ChannelPulse);
}
/* 扫描KEY5 */
if( Key_Scan(KEY5_GPIO_PORT, KEY5_PIN) == KEY_ON)
{
/* 转换方向 */
set_motor_direction( (++dir % 2) ? MOTOR_FWD : MOTOR_REV);
}
if (HAL_GetTick()%50 == 0 && flag == 0) // 每50毫秒读取一次电流、电压
{
flag = 1;
int32_t current = get_curr_val();
#if 0//defined(PID_ASSISTANT_EN)
set_computer_value(SEED_FACT_CMD, CURVES_CH1, ¤t, 1);
#else
printf("电源电压：%.2fV，电流：%dmA\r\n", get_vbus_val(), current);
#endif
if (current > CURR_MAX) // 判断是不是超过限定的值
{
if (curr_max_count++ > 5) // 连续5次超过
{
LED2_ON;
set_motor_disable();
curr_max_count = 0;
printf("电流超过限制！请检查原因，复位开发板在试！\r\n");
while(1);
}
}
}
else if (HAL_GetTick()%50 != 0 && flag == 1)
{
flag = 0;
}
}
}
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同样地，我们在主函数中通过不断轮询电压值是否超过预设值，来记录超限的次数，如果电流超过限制次数到达预设数，则认为电路可能发生故障，提示用户处理。
