9. 直流无刷驱动板温度电压采集¶
野火使用MOS管搭建的直流无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。
9.1. 电源电压采样电路¶
如下图所示是电源电压采样电路，在电源电压上并联R53和R54的串联电阻，R54两端的电压作为隔离运放的输入， 再经过隔离运放后差分输出，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。
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2脚和3脚，可以得：
将（1）式和（2）式整理可得：
因为Up=Un，所以有：
其中R55=R56=R51=R52=10KΩ， 将R55、R56、R51和R52阻值带入上式化简可得：
9.2. 温度采样电路¶
使用时需要外接NTC热敏采样电阻，将NTC电阻贴在电机表面，采集电机温度。 热敏电阻器是利用金属氧化物半导体具有较大温度系数的特性，对温度敏感的电阻器。 其电阻值的温度依赖性为:
Rt=R25 exp[B(1/T-1/T25)]
Rt：温度T时阻值
R25：温度T25时阻值
T25：标准温度298.15 K(25℃)
B:热敏电阻常数
B的计算公式如下：
B=ln(Rt/R25)/(1/T-1/T25)
由上式可解得：
T=B*R25/(B+T25*ln(Rt/R25)) （1）
上式结果单位为开尔文（K）。
如下图所示是电机温度采样电路，
由上图可知其中运放是一个电压跟随器，其中运放的5脚和7脚电压相等。
所以，Rt=(3.3-Temperature_ADC)/(Temperature_ADC/4700.0)。 将Rt带入上面的（1）式计算温度。配套的NTC温度传感器B为3950。
9.3. 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。
9.3.1. MOS管搭建驱动板¶
电机主控板与无刷电机驱动板连接见下表所示。
电机 |
无刷电机驱动板 |
|---|---|
粗黄 |
U |
粗绿 |
V |
粗蓝 |
W |
细红 |
+（编码器电源） |
细黑 |
-（编码器电源） |
细黄 |
HIU |
细绿 |
HIV |
细蓝 |
HIW |
无刷电机驱动板与主控板连接见下表所示。
无刷电机驱动板 |
主控板 |
|---|---|
5V_IN |
5V |
GND |
GND |
U+ |
PI5 |
U- |
PH13 |
V+ |
PI6 |
V- |
PH14 |
W+ |
PI7 |
W- |
PH15 |
HU |
PH10 |
HV |
PH11 |
HW |
PH12 |
SD |
PE6 |
TEMP |
PF10 |
VBUS |
PF9 |
推荐使用配套的牛角排线直接连接驱动板和主控板。连接开发板的那端，请连接在“无刷电机驱动接口2”上。
在NTC接口上插入NTC采样电阻，并将另一头贴于电机表面。
9.4. 在STM32中实现温度和电源电压采集¶
从前面两节中我们知道了温度和电源电压计算方法，下面我们看代码如何实现部分的处理。
9.4.1. 软件设计¶
配套代码在下面目录中可以找到:
\base_code\basis_part\F407\直流无刷电机-温度-电源电压读取
9.4.1.1. 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
编写获取最终温度的函数
测试代码
9.4.2. 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。
9.4.2.1. ADC初始化¶
9.4.2.1.1. ADC_Init()函数¶
ADC_Init()函数¶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | /**
* @brief ADC 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。
9.4.2.1.2. ADC_GPIO_Config()函数¶
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
TEMP_ADC_GPIO_CLK_ENABLE();
VBUS_GPIO_CLK_ENABLE();
// 配置 IO
GPIO_InitStructure.Pin = TEMP_ADC_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL ; //不上拉不下拉
HAL_GPIO_Init(TEMP_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。
9.4.2.1.3. adc_dma_init()函数¶
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。
9.4.2.1.4. ADC_Mode_Config()函数¶
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
TEMP_ADC_CLK_ENABLE();
// -------------------ADC Init 结构体 参数 初始化------------------------
// ADC1
ADC_Handle.Instance = TEMP_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;
// 使能扫描模式，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;
//数据右对齐
ADC_Handle.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
//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 = TEMP_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。
9.4.2.2. 数据处理部分¶
9.4.2.2.1. HAL_ADC_ConvCpltCallback()函数¶
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 | /**
* @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
/* 计算温度通道采样的平均值 */
for(uint32_t count = 0; count < ADC_NUM_MAX; count+=2)
{
adc_mean += (int32_t)adc_buff[count];
}
adc_mean_t = adc_mean / (ADC_NUM_MAX / 2); // 保存平均值
#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，我们对温度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。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。
在温度数据处理下面，我们可以看到对电压也进行了同样的采集操作。
9.4.2.2.2. 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，以得到真实的温度。
get_curr_val()函数¶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | /**
* @brief 获取温度传感器的温度
* @param 无
* @retval 转换得到的温度，单位：（℃）
*/
float get_ntc_t_val(void)
{
float t = 0; // 测量温度
float Rt = 0; // 测量电阻
float Ka = 273.15; // 0℃ 时对应的温度（开尔文）
float R25 = 10000.0; // 25℃ 电阻值
float T25 = Ka + 25; // 25℃ 时对应的温度（开尔文）
float B = 3950.0; /* B-常数：B = ln(R25 / Rt) / (1 / T – 1 / T25)，
其中 T = 25 + 273.15 */
Rt = get_ntc_r_val(); // 获取当前电阻值
t = B * T25 / (B + log(Rt / R25) * T25) - Ka ; // 使用公式计算
return t;
}
|
在上面函数中通过get_ntc_r_val()函数得到了温度传感器的当前值，然后使用**温度采样电路**小节中的公式（1）计算得到温度值。 在公式中我们使用了**ln**对数函数，在C语言中与之对应的是**log**函数。
GET_ADC_VDC_VAL()函数¶
1 2 | #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)4096.0*VREF) // 得到电压值
|
只是简单宏定义即可实现。
9.4.2.3. 主函数¶
main()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 | /**
* @brief 主函数
* @param 无
* @retval 无
*/
int main(void)
{
__IO uint16_t ChannelPulse = PWM_MAX_PERIOD_COUNT/10;
uint8_t i = 0;
uint8_t flag = 0;
/* 初始化系统时钟为168MHz */
SystemClock_Config();
/* HAL 初始化 */
HAL_Init();
/* 初始化按键GPIO */
Key_GPIO_Config();
/* LED 灯初始化 */
LED_GPIO_Config();
/* 调试串口初始化 */
DEBUG_USART_Config();
/* ADC 初始化 */
ADC_Init();
printf("野火直流无刷电机按键控制例程\r\n");
/* 电机初始化 */
bldcm_init();
while(1)
{
/* 扫描KEY1 */
if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT, KEY1_PIN) == KEY_ON)
{
/* 使能电机 */
set_bldcm_speed(ChannelPulse);
set_bldcm_enable();
}
/* 扫描KEY2 */
if( Key_Scan(KEY2_GPIO_PORT, KEY2_PIN) == KEY_ON)
{
/* 停止电机 */
set_bldcm_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_bldcm_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_bldcm_speed(ChannelPulse);
}
/* 扫描KEY4 */
if( Key_Scan(KEY5_GPIO_PORT, KEY5_PIN) == KEY_ON)
{
/* 转换方向 */
set_bldcm_direction( (++i % 2) ? MOTOR_FWD : MOTOR_REV);
}
if (HAL_GetTick()%50 == 0 && flag == 0) // 每50毫秒读取一次温度、电压
{
flag = 1;
printf("电源电压=%0.1fV, NTC=%0.0fΩ, T=%0.1f℃.\r\n",
get_vbus_val(), get_ntc_r_val(), get_ntc_t_val());
}
else if (HAL_GetTick()%50 != 0 && flag == 1)
{
flag = 0;
}
}
}
|
我们通过主函数打印，就可以检测电压温度获取的情况如何了。
9.4.3. 下载验证¶
9.5. 在STM32中实现温度-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。
9.5.1. 软件设计¶
配套代码在下面目录中可以找到:
base_code\basis_part\F407\直流无刷电机-温度电压保护
9.5.1.1. 编程要点¶
实现ADC看门狗，设定过压欠压保护，异常时处理。
监控温度状态，异常时停机
测试代码
9.5.2. 软件分析¶
9.5.2.1. 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:
欠压ADC_Mode_Config¶
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。
9.5.2.2. GET_VBUS_VAL(val)¶
GET_VBUS_VAL()函数¶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | /*********************** 电源电压采集 ******************/
#define VBUS_ADC_CHANNEL ADC_CHANNEL_8
#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 ADC_NUM_MAX 2048 // ADC 转换结果缓冲区最大值
#define GET_ADC_VDC_VAL(val) ((float)val/(float)65536*VREF) // 得到电压值
#define VBUS_MAX 15 // 电压最大值
#define VBUS_MIN 10 // 电压最小值
#define VBUS_HEX_MAX ((VBUS_MAX/37.0+1.24)/VREF*65536) // 电压最大值（测量电压是电源电压的1/37）37.0
#define VBUS_HEX_MIN ((VBUS_MIN/37.0+1.24)/VREF*65536) // 电压最小值（测量电压是电源电压的1/37）37.0
#define GET_VBUS_VAL(val) (((float)val-(float)1.24) * (float)37.0) // 电源电压值（测量电压是电源电压的1/37）
|
通过看门狗来保护电路，设置电压最大值为15V，电压最小值为10V，而且看门狗进入中断进行判断HAL_ADC_Start_DMA()函数
9.5.2.3. ADC模拟看门狗溢出回调函数¶
HAL_ADC_LevelOutOfWindowCallback¶
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。
9.5.2.4. 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。
限电流main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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 | #define TEMP_MAX 80 // 温度最大值
#define TEMP_MIN 10 // 温度最小值
/**
* @brief 主函数
* @param 无
* @retval 无
*/
int main(void)
{
__IO uint16_t ChannelPulse = PWM_MAX_PERIOD_COUNT/10;
uint8_t i = 0;
uint8_t flag = 0;
uint8_t t_max_count = 0;
/* 初始化系统时钟为168MHz */
SystemClock_Config();
/* HAL 初始化 */
HAL_Init();
/* 初始化按键GPIO */
Key_GPIO_Config();
/* LED 灯初始化 */
LED_GPIO_Config();
/* 调试串口初始化 */
DEBUG_USART_Config();
/* ADC 初始化 */
ADC_Init();
printf("野火直流无刷电机按键控制例程\r\n");
/* 电机初始化 */
bldcm_init();
while(1)
{
/* 扫描KEY1 */
if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT, KEY1_PIN) == KEY_ON)
{
/* 使能电机 */
set_bldcm_speed(ChannelPulse);
set_bldcm_enable();
}
/* 扫描KEY2 */
if( Key_Scan(KEY2_GPIO_PORT, KEY2_PIN) == KEY_ON)
{
/* 停止电机 */
set_bldcm_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_bldcm_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_bldcm_speed(ChannelPulse);
}
/* 扫描KEY4 */
if( Key_Scan(KEY5_GPIO_PORT, KEY5_PIN) == KEY_ON)
{
/* 转换方向 */
set_bldcm_direction( (++i % 2) ? MOTOR_FWD : MOTOR_REV);
}
if (HAL_GetTick()%50 == 0 && flag == 0) // 每50毫秒读取一次温度、电压
{
flag = 1;
float temp = 0;
temp = get_ntc_t_val();
printf("电源电压=%0.1fV, NTC=%0.0fΩ, T=%0.1f℃.\r\n",
get_vbus_val(), get_ntc_r_val(), temp);
if (temp < TEMP_MIN || temp > TEMP_MAX) // 判断是不是超过限定的值
{
if (t_max_count++ > 5) // 连续5次超过
{
LED2_ON;
set_bldcm_disable();
t_max_count = 0;
printf("温度超过限制！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;
}
}
}
|
同样地，我们在主函数中通过不断轮询温度值是否超过预设值，来记录超限的次数，如果温度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。
9.5.3. 下载验证¶
将对应程序下载到开发板上运行，启动电机后，串口正常打印电温度信息，当电压或者温度超过设定值后电机就会停止工作。
注意
注意：电机正在运行时应该先停止电机再复位，而不建议直接复位开发板，因为这属于非正常操作，复位的瞬间电机还在继续运动，产生的反电动势有损坏硬件的风险。