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STC15W401AS-实现四轴飞行器无刷电机的电调控制-参考程序和电路

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ID:603344 发表于 2019-9-1 18:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
STC15W401AS-实现四轴飞行器无刷电机的电调控制电路原理图如下：
0.png

单片机源程序如下:

  2. /*---------------------------------------------------------------------*/
  3. /* --- STC MCU International Limited ----------------------------------*/
  4. /* --- STC 1T Series MCU Demo Programme -------------------------------*/
  5. /* --- QQ:  800003751 -------------------------------------------------*/
  6. /* 如果要在程序中使用此代码,请在程序中注明使用了宏晶科技的资料及程序   */
  7. /*---------------------------------------------------------------------*/


  10. /*************        功能说明        **************

  12. 本程序试验使用STC15W401AS-35I-SOP16<RMB1.6>来驱动航模用的无传感器无刷三相直流马达.

  14. 本程序参考自网上的代码(作者: 瑞生), 改良而来.

  16. 电路图见文件 "BLDC-V10-实验电路.pdf".

  18. 控制信号由P3.2输入正脉冲信号, 间隔5~20ms, 脉冲宽度1.000~1.610ms.

  20. 1.160ms开始启动, 1.610ms为最高速度, 分辨率为2us.

  22. 本程序仅仅是简单控制, 软件没有处理 过0延时30度切换 过流检测.

  24. 由于过0检测部分有RC滤波, 所以改变电容值可以大约的对应在最高速时延时30度的时间.

  26. 有意者可自行完善电路和程序.

  28. ******************************************/




  33. #define MAIN_Fosc                24000000L        //定义主时钟

  35. #include "STC15Fxxxx.H"

  37. #define                MCU_PIN                16        /* 选择MCU引脚数, 只支持16或20脚(28脚或32脚跟20脚一样) */



  41. //CMPCR1
  42. #define        CMPEN        0x80        //1: 允许比较器, 0: 禁止,关闭比较器电源
  43. #define        CMPIF        0x40        //比较器中断标志, 包括上升沿或下降沿中断, 软件清0
  44. #define        PIE                0x20        //1: 比较结果由0变1, 产生上升沿中断
  45. #define        NIE                0x10        //1: 比较结果由1变0, 产生下降沿中断
  46. #define        PIS                0x08        //输入正极性选择, 0: 选择外部P5.5做正输入,           1: 由ADCIS[2:0]所选择的ADC输入端做正输入.
  47. #define        NIS                0x04        //输入负极性选择, 0: 选择内部BandGap电压BGv做负输入, 1: 选择外部P5.4做输入.
  48. #define        CMPOE        0x02        //1: 允许比较结果输出到P1.2, 0: 禁止.
  49. #define        CMPRES        0x01        //比较结果, 1: CMP+电平高于CMP-,  0: CMP+电平低于CMP-,  只读

  51. //CMPCR2
  52. #define        INVCMPO        0x80        //1: 比较器输出取反,  0: 不取反
  53. #define        DISFLT        0x40        //1: 关闭0.1uF滤波,   0: 允许
  54. #define        LCDTY        0x00        //0~63, 比较结果变化延时周期数

  56. #if        (MCU_PIN == 20)
  57.         sbit PWM2_L = P3^4;
  58.         sbit PWM1_L = P3^5;
  59.         sbit PWM0_L = P3^6;
  60. #endif

  62. #if        (MCU_PIN == 16)
  63.         sbit PWM2_L = P5^5;
  64.         sbit PWM1_L = P3^3;
  65.         sbit PWM0_L = P3^6;
  66. #endif

  68. u8        Step;
  69. u8        PWM_Value; // 决定PWM占空比的值
  70. u16        RxPulseWide;
  71. bit        B_RxOk;
  72. bit        B_RUN;
  73. u8        PWW_Set;
  74. u8        cnt10ms;
  75. u8        Rx_cnt;
  76. u8        TimeOut;        //堵转超时

  78. #define DISABLE_CMP_INT CMPCR1 &= ~0X40                // 关闭比较器中断
  79. #define ENABLE_CMP_INT  CMPCR1 |= 0X40                // 打开比较器中断

  81. /*************************/

  83. void        Delay_n_ms(u8 dly)
  84. {
  85.         u16        j;
  86.         do
  87.         {
  88.                 j = MAIN_Fosc / 13000;        //延时1ms, 主程序在此节拍下运行
  89.                 while(--j)        ;
  90.         }while(--dly);
  91. }


  94. void delay_us(u8 us)
  95. {
  96.         do
  97.         {
  98.                 NOP(20);        //@24MHz
  99.         }
  100.         while(--us);
  101. }

  103. void StepXL(void) // 换相序列函数
  104. {
  105. switch(Step)
  106.   {
  107.    case 0:  // AB
  108.                         PWM0_L=0;        PWM2_L=0;
  109.                         CCAP0H = PWM_Value;        CCAP1H=0;        CCAP2H=0;        // 打开A相的高端
  110.                         PWM1_L = 1;                 // 打开B相的低端
  111.                         ADC_CONTR = 0XED;        // 选择P1.5作为ADC输入 即c相电压
  112.                         CMPCR1 = 0x9C;                //bit7=1 允许比较器, bit4=1 比较结果由1变0, 产生下降沿中断 (不能响应下降沿中断?)
  113.                         break;
  114.    case 1:  // AC
  115.                         PWM0_L=0;        PWM1_L=0;
  116.                         CCAP0H = PWM_Value;        CCAP1H=0;        CCAP2H=0;        // 打开A相的高端
  117.                         PWM2_L = 1;                        // 打开C相的低端
  118.                         ADC_CONTR = 0XEC;        // 选择P1.4作为ADC输入 即B相电压
  119.                         CMPCR1 = 0xAC;                //上升沿中断
  120.          
  121.       break;
  122.    case 2:  // BC
  123.                         PWM0_L=0;        PWM1_L=0;
  124.                         CCAP0H=0;        CCAP2H=0;        CCAP1H = PWM_Value; // 打开B相的高端
  125.                         PWM2_L = 1;                        // 打开C相的低端
  126.                         ADC_CONTR = 0XEB;        // 选择P1.3作为ADC输入 即a相电压
  127.                         CMPCR1 = 0x9C;                //下降沿中断
  128.       break;
  129.    case 3:  // BA
  130.                         PWM1_L=0;        PWM2_L=0;
  131.                         CCAP0H=0;        CCAP2H=0;        CCAP1H = PWM_Value; // 打开B相的高端
  132.                         PWM0_L = 1;                        // 打开A相的低端
  133.                         ADC_CONTR = 0XED;        // 选择P1.5作为ADC输入 即c相电压
  134.                         CMPCR1 = 0xAC;                //上升沿中断
  135.                        
  136.       break;
  137.    case 4: // CA
  138.                         PWM1_L=0;        PWM2_L=0;
  139.                         CCAP0H=0;        CCAP1H=0;        CCAP2H = PWM_Value; // 打开C相的高端
  140.                         PWM0_L = 1;                        // 打开A相的低端
  141.                         ADC_CONTR = 0XEC;        // 选择P1.4作为ADC输入 即B相电压
  142.                         CMPCR1 = 0x9C;                //下降沿中断
  143.       break;
  144.    case 5: // CB
  145.                       PWM0_L=0;        PWM2_L=0;
  146.                         CCAP0H=0;        CCAP1H=0;        CCAP2H = PWM_Value;// 打开C相的高端
  147.                       PWM1_L = 1;                        // 打开B相的低端
  148.                         ADC_CONTR = 0XEB;        // 选择P1.3作为ADC输入 即a相电压
  149.                         CMPCR1 = 0xAC;                //上升沿中断
  150.          
  151.                 break;
  152.          
  153.         default:
  154.                 break;
  155.   }       
  156. }



  160. void PWM_Init(void)
  161. {
  162.         PWM0_L = 0;
  163.         PWM1_L = 0;
  164.         PWM2_L = 0;
  165.        
  166. #if        (MCU_PIN == 20)
  167.         P3n_push_pull(0x70);
  168. #endif
  169. #if        (MCU_PIN == 16)
  170.         P3n_push_pull(0x48);
  171.         P5n_push_pull(0x20);
  172. #endif

  174. //        CMOD = 1 << 1; //选择系统时钟/2为时钟源，即PWM频率=24M/2/256=46.9K
  175.         CMOD = 5 << 1; //选择系统时钟/4为时钟源，即PWM频率=24M/4/256=23.4K
  176. //        CMOD = 6 << 1; //选择系统时钟/6为时钟源，即PWM频率=24M/6/256=15.6K
  177.         CL=0;                        // PCA计数器清零
  178.         CH=0;
  179.        
  180.         PCA_PWM0 = 0X00;
  181.         CCAP0H=0;    // 初始化占空比为0% H的值装载到L中
  182.         CCAP0L=0;
  183.         CCAPM0=0x42;        // 设置为PWM模式
  184.        
  185.         PCA_PWM1 = 0X00;
  186.         CCAP1H=0;    // 初始化占空比为0%
  187.         CCAP1L=0;
  188.         CCAPM1=0x42;        // 设置为PWM模式
  189.        
  190.         PCA_PWM2 = 0X00;
  191.         CCAP2H=0;    // 初始化占空比为0%
  192.         CCAP2L=0;
  193.         CCAPM2=0x42;        // 设置为PWM模式
  194.        
  195.         CR = 1;
  196. }

  198. void ADC_Init(void)
  199. {
  200.         P1n_pure_input(0x38);
  201.         P1ASF = 0X38; // 开通P1.3 P1.4 P1.5的AD输入口
  202. }

  204. void CMP_INT(void) interrupt 21
  205. {
  206.         CMPCR1 &= ~0X40; // 需软件清除中断标志位
  207.         if(Step<5)        Step++;
  208.         else                Step = 0;
  209.         StepXL();
  210.         TimeOut = 10;        //10ms超时
  211. }

  213. void CMP_Init(void)
  214. {
  215.         CMPCR1 = 0X8C;        // 1000 1100 打开比较器，P5.4作为比较器的反相输入端，ADC引脚作为正输入端
  216.         CMPCR2 = 60;        // 60个时钟滤波
  217.         P5n_pure_input(0x10);
  218. }

  220. u8 StartMotor(void)
  221. {
  222.         u16 timer,i;
  223.         DISABLE_CMP_INT;        // 禁止比较器中断
  224.         PWM_Value = 30;                // 初始占空比=16/256=6%
  225.         Step = 0;
  226.         StepXL();                        // 初始位置
  227.         Delay_n_ms(5);//delay_ms(5);
  228.         timer = 300;

  230.         while(1)
  231.         {
  232.                 for(i=0; i<timer; i++)        delay_us(50);  //
  233.                 timer -= timer /15 + 1;
  234.                 if(timer < 25)        return(1);
  235.                 if( Step < 5)        Step++;
  236.                 else                        Step = 0;
  237.                 StepXL();
  238.         }
  239. }

  241. void T0_Iint(void)
  242. {
  243.         Timer0_AsTimer();        /* 时器0用做定时器        */
  244.         Timer0_12T();                /* Timer0 clodk = fo/12        12分频,        default        */
  245.         Timer0_16bit();
  246.         Timer0_Gate_INT0_P32();        /* 时器0由外部INT0高电平允许定时计数 */
  247.         TH0 = 0;
  248.         TL0 = 0;
  249.         TR0 = 1; // 打开定时器0
  250.         ET0 = 1;// 允许ET0中断
  251. }

  253. void T0_Interrupt(void) interrupt 1
  254. {
  255.         Rx_cnt = 0;                        //一旦出现溢出, 则开始的n个脉冲无效
  256.         RxPulseWide = 1000;        //停止
  257.         B_RxOk = 1;                        //虚拟收到一个脉冲
  258. }

  260. /********************* INT0中断函数 *************************/
  261. void INT0_int (void) interrupt INT0_VECTOR
  262. {
  263.         u16        j;
  264.        
  265.         TR0 = 0;
  266.         j = ((u16)TH0 << 8) + TL0;
  267.         TH0 = 0;
  268.         TL0 = 0;
  269.         TR0 = 1;

  271.         if(++Rx_cnt >= 5)        Rx_cnt = 5;
  272.         j >>= 1;        //为了好处理, 转成单位为us
  273.         if((j >= 800) && (j <= 2000) && (Rx_cnt == 5))
  274.         {
  275.                 RxPulseWide = j;
  276.                 B_RxOk = 1;                //标志收到一个脉冲
  277.         }

  279. }


  282. /**********************************************/
  283. void main(void)
  284. {
  285.         u16 j;

  287.         PWM_Init();
  288.         ADC_Init();
  289.         CMP_Init();
  290.         T0_Iint();

  292.         IE0 = 0;        // 清除外中断0标志位
  293.         EX0 = 1;        // INT0 Enable
  294.         IT0 = 1;        //INT0 下降沿中断
  295.        
  296.         RxPulseWide = 1000;
  297.         PWW_Set = 0;
  298.         cnt10ms = 0;
  299.         Rx_cnt  = 0;
  300.         TimeOut = 0;

  302.         EA  = 1; // 打开总中断
  303.        
  304.         while (1)
  305.         {
  306.                 Delay_n_ms(1);        //延时1ms, 主程序在此节拍下运行

  308.                 if(TimeOut > 0)
  309.                 {
  310.                         if(--TimeOut == 0)        //堵转超时
  311.                         {
  312.                                 CCAP0H=0;        CCAP1H=0;        CCAP2H=0;  // 占空比为0
  313.                                 PWM0_L=0;        PWM1_L=0;        PWM2_L=0;
  314.                                 DISABLE_CMP_INT; // 关比较器中断
  315.                                 Delay_n_ms(250);        //堵转时,延时1秒再启动
  316.                                 Delay_n_ms(250);
  317.                                 Delay_n_ms(250);
  318.                                 Delay_n_ms(250);

  320.                                 RxPulseWide = 1000;
  321.                                 PWW_Set   = 0;
  322.                                 PWM_Value = 0;
  323.                                 B_RxOk = 0;
  324.                                 B_RUN  = 0;
  325.                                 Rx_cnt = 0;
  326.                                 TimeOut = 0;
  327.                         }
  328.                 }
  329.                
  330.                 if(B_RxOk)        //收到一个脉冲
  331.                 {
  332.                         B_RxOk = 0;
  333.                         j = RxPulseWide;
  334.                         if(j >= 1100)                                // 1100~1610对应PWM占空比值0~255
  335.                         {
  336.                                 j = (j - 1100) >> 1;        //2us对应PWM一个步进
  337.                                 if(j > 256)        j = 255;
  338.                         }
  339.                         else        j = 0;
  340.                         PWW_Set = (u8)j;
  341.                 }
  342.                
  343.                 if(!B_RUN && (PWW_Set >= 30))                // PWM_Set >= 30, 并且马达未运行, 则启动马达
  344.                 {
  345.                         StartMotor();        // 启动马达
  346.                         CMPCR1 &= ~0X40; // 需软件清除中断标志位
  347.                         ENABLE_CMP_INT; // 打开比较器中断
  348.                         B_RUN = 1;
  349.                         TimeOut = 0;
  350.                 }
  351.                
  352.                
  353.                 if(++cnt10ms >= 10)                // 10ms时隙
  354.                 {
  355.                         cnt10ms = 0;
  356.                         if(B_RUN)
  357.                         {
  358.                                 if(PWM_Value < PWW_Set)        PWM_Value++;
  359.                                 if(PWM_Value > PWW_Set)        PWM_Value--;
  360.                                 if(PWM_Value < 20)        // 停转
  361.                                 {
  362.                                         PWM_Value = 0;
  363.                                         B_RUN = 0;
  364.                                         CCAP0H=0;        CCAP1H=0;        CCAP2H=0;  // 占空比为0
  365.                                         PWM0_L=0;        PWM1_L=0;        PWM2_L=0;
  366.                                         DISABLE_CMP_INT; // 关比较器中断
  367.                                 }
  368.                         }
  369.                 }
  370.        
  371.         }
  372. }
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STC15W401AS-实现四轴飞行器无刷电机的电调控制-参考程序和电路.zip (161.85 KB, 下载次数: 237)
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ID:56665 发表于 2019-9-2 19:27 | 显示全部楼层
我怎么没有看到哪里有过流检测。
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ID:639666 发表于 2021-2-11 10:48 | 显示全部楼层
本电路和程序没过流保护，要用到大功率P沟场管，限制了高电源电压的应用，在15伏左右的电源电压下玩玩是可以的。食之无味，弃之可惜。
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ID:671687 发表于 2021-3-30 12:44 | 显示全部楼层
问个问题，楼主P13 P14 P15 P54是干嘛用的 ，可以省吗？
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ID:73327 发表于 2021-8-26 22:37 | 显示全部楼层
感谢楼主分享！学习学习啦！
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ID:73327 发表于 2021-8-26 22:38 | 显示全部楼层
stc8a864a12 发表于 2021-3-30 12:44
问个问题，楼主P13 P14 P15 P54是干嘛用的 ，可以省吗？

不可以省，过零点检测用的！
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ID:1014955 发表于 2022-4-1 17:07 | 显示全部楼层
可以做普通单相电机吗？4极矽钢片，普通散热风扇。有做过程序吗？
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ID:378732 发表于 2022-4-3 16:55 | 显示全部楼层
这不是STC官网的例程吗
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