【无标题】无感无刷直流电机电调程序系统解读

1. 电机驱动电路设计

换相控制电路主要由6个功率场效应管和一些外围电路等构成。为实现磁场旋转，星形连接的线圈A、B、C的导通顺序依次为：AB、AC、BC、BA、CA、CB，对应的导通场效应管依次为Q1Q4、Q1Q2、Q3Q2、Q3Q6、Q5Q6、Q5Q4。例如，当Q1Q4管导通时，电流的流经途径为：正极→Q1管→线圈A→M点→绕组B→Q4管→负极。此时，单片机给Q1的栅极提供PWM信号，通过控制Q1管输入端的PWM占空比调节电机转速。

2. 电机启动及换相

当AB相导通时，三相绕组已经产生磁场，在磁场力的作用下，电机开始转动，如果不换相的话，转子转动一定角度后就会在磁场力的作用下停止不动，因此，当转子转动一定角度后必须进行换相。那么如何决定何时换相呢？下面以从AB导通换到AC导通换相过程为例说明。

换相过程是由比较器决定的。比较器有正极输入端与负极输入端两个输入端口，假设其中负极输入端的信号来自线圈星形连接的中点M的电压，正极输入端信号来自C相电压，由于定子绕组产生的磁场分布特点，线圈C在旋转360°的过程中切割磁场产生的感生电动势会出现：正--负--正--负--正--负的周期变化，在比较器看来，就会出现：下降沿--上升沿--下降沿--上升沿--下降沿--上升沿的循环变化。只要比较器感知到下降沿信号，就意味着电机该换相进入AC导通了。

3. 电机转速控制与比较器控制

根据STC15W408AS系列芯片的操作手册，要实现芯片的PWM输出，需要完成对PWM有关寄存器的设置，一般在PWM的初始设置中，重载值 {EPCnH,CCAPnH[7:0]}={0,00}, 比较值为 {EPCnL, CCAPnL[7:0]}={0,00}，计数值为{0, CL[7:0]}={0,00}，所以从一开始计数开始，就满足{0, CL[7:0]} >= {EPCnL, CCAPnL[7:0]}，从而PWM输出高电平，使上半支场效应管截止，电机线圈没有电流通过。因此，需要对重载值 {EPCnH,CCAPnH[7:0]}进行赋值。鉴于飞控过程中无刷无感电机的控制原理是通过PPM脉冲信号给出的，因此需要对PPM信号进行识别并通过读出脉冲宽度的方式得到PWM的占空比数值。

3.1 转速控制（PWM设置）

电机转速是由脉冲宽度调节（PWM）决定的

3.1.1设置PCA计数脉冲频率=24M/4=6M.

CMOD = 5 << 1;

3.2.2给PCA的16位计数器赋初值.

CH=0; CL=0;

3.2.3 CA模块使能及脉宽调制输出.

CCAPM0 = 0x42;

3.2.4设置PWM为8位，重载值首位EPCnH=0、比较值首位EPCnL=0.

PCA_PWM0 = 0X00;

3.2.5设置9位比较器的重载值和比较值.【当PCA 模块工作在8位PWM模式时，重载值 {EPCnH,CCAPnH[7:0]}={0,00},

比较值 {EPCnL,CCAPnL[7:0]}={0,00}设置】

CCAP0H = 0x00; CCAP0L = 0x00;

3.2.6输出口设置. P11(CCP0) P10(CCP1) P37(CCP2)为PWM信号输出脚.

AUXR1 &= ~0x30.

3.2.7PWM0_L/PWM0输出高低电平设置.

PWM0_L=0; PWM1_L = 1; PWM2_L=0;

CCAP0H = PWM_Value; CCAP1H=0; CCAP2H=0;

如PWM_Value值较小，计数值很快从{0，00}达到{0,CCAP0H}，比较器先输出低电平，再输出高电平，且低电平持续时间较短，结合实际电路，低电平时AB相导通。

3.2 比较器控制

3.2.1比较器下降沿触发的换相信号设置

CMPCR1 = 0x9C; //(1001 1100).

比较器使能, 下降沿中断使能, 选择P1.5口作为比较器的正极输入端, 选择外部端口P5.4（中点电压）作为比较器负极输入端.

3.2.2比较器正/负极输入端设置

ADC_CONTR = 0XCD; (1100 1101). ADC电源开，AD转换速度设置，ADC转换开启，并选择P1.5作为C相电压模拟输入通道. 该模拟输入电压经过ADC转换作为比较器的正极输入端.

随着转子继续旋转，线圈C 的感生电动势终将由正变负，从而在比较器输入端产生下降沿，进入比较器中断服务函数，step++，执行AC导通。

4 电调程序回顾

首先进入启动函数，然后执行换相函数，在换相函数中实现比较器中断，然后进入下一个换相序列：Start Motor()→StepXL()：比较器使能→比较器中断→step++→StepXL().

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