STM8 MCKIT1.0 BLDC無(wú)感控制中的采集實(shí)現(xiàn)分析

ST寫的STM8電機(jī)庫(kù)中，可以用無(wú)感方式驅(qū)動(dòng)BLDC。STM8芯片只有一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器，而且是8位機(jī)。庫(kù)中要對(duì)反

電勢(shì)采集，比較處理，還要進(jìn)行母線電壓，母線電流、散熱片溫度、電位器等模擬信號(hào)進(jìn)行采集、運(yùn)算和處理。

這優(yōu)先級(jí)處理說(shuō)起來(lái)是很重要的。不過(guò)，ST把程序?qū)懙暮芎?，至少我這樣認(rèn)為。它把不同的任務(wù)放到準(zhǔn)確的時(shí)間段里進(jìn)行采集處理。
先把它核心AD采集處理帖出來(lái)再分析 。

#ifdef SENSORLESS
@near @interrupt @svlreg void ADC2_IRQHandler (void)
{
if (ADC_State == ADC_SYNC)
{
// Syncronous sampling

u16 data;
u8 delay;
u16 bemf_threshold;

// Reset bit
bComHanderEnable = 0;

//clear interrupt flag
ADC2->CSR &= (u8)(~BIT7);

//left align - read DRH first
data = ADC2->DRH;
data <<= 2;
data |= (ADC2->DRL & 0x03);

switch( ADC_Sync_State )
{
case ADC_BEMF_INIT:
ADC2->CSR = (u8)((Current_BEMF_Channel|BIT5));
BEMF_Sample_Debounce = 0;
Zero_Sample_Count = 0;
ADC_Sync_State = ADC_BEMF_SAMPLE;
SetSamplingPoint_BEMF();
break;

case ADC_BEMF_SAMPLE:
//detect zero crossing
if( Current_BEMF == BEMF_FALLING )
{
if( Z_Detection_Type == Z_DETECT_PWM_OFF )
{
bemf_threshold = BEMF_FALLING_THRESHOLD;
}
else
{
bemf_threshold = hNeutralPoint;
}

if (Ramp_Step > FORCED_STATUP_STEPS)
{
if( data <bemf_threshold)
{
Zero_Sample_Count++;
BEMF_Sample_Debounce++;
if( BEMF_Sample_Debounce >= BEMF_SAMPLE_COUNT )
{
hTim3Th -= hTim3Cnt;
GetStepTime();

SpeedMeasurement();

bComHanderEnable = 1;

BEMF_Sample_Debounce = 0;
}
}
else
{
BEMF_Sample_Debounce = 0;
}
}
}
else
{
if( Z_Detection_Type == Z_DETECT_PWM_OFF )
{
bemf_threshold = BEMF_RISING_THRESHOLD;
}
else
{
bemf_threshold = hNeutralPoint;
}

if (Ramp_Step > FORCED_STATUP_STEPS)
{
if( data > bemf_threshold )
{
Zero_Sample_Count++;
BEMF_Sample_Debounce++;
if( BEMF_Sample_Debounce >= BEMF_SAMPLE_COUNT )
{
hTim3Th -= hTim3Cnt;
GetStepTime();

SpeedMeasurement();

bComHanderEnable = 1;

BEMF_Sample_Debounce = 0;
}
}
else
{
BEMF_Sample_Debounce = 0;
}
}
}
break;

case ADC_CURRENT_INIT:
ADC2->CSR = (ADC_CURRENT_CHANNEL|BIT5);
ADC_Sync_State = ADC_CURRENT_SAMPLE;
SetSamplingPoint_Current();
break;

default:
case ADC_AVCURRENT_INIT:
ADC2->CSR = (ADC_AVCURRENT_CHANNEL|BIT5);
ADC_Sync_State = ADC_AVCURRENT_CHANNEL;// ADC_USER_SYNC_SAMPLE;
SetSamplingPoint_AVCURRENT();
break;

case ADC_CURRENT_SAMPLE:
ADC_Buffer[ ADC_CURRENT_INDEX ] = data;
break;

case ADC_AVCURRENT_SAMPLE:
ADC_Buffer[ ADC_AVCURRENT_INDEX] = data;
break;
}

// Store the current channel selected
bCSR_Tmp = ADC2->CSR;

// Set the Async sampling channel
switch (ADC_Async_State)
{
default:
case ADC_BUS_INIT:
ADC2->CSR = (ADC_BUS_CHANNEL|BIT5);
ADC_Async_State = ADC_BUS_SAMPLE;
break;

case ADC_TEMP_INIT:
ADC2->CSR = (ADC_TEMP_CHANNEL|BIT5);
ADC_Async_State = ADC_TEMP_SAMPLE;
break;

case ADC_USER_ASYNC_INIT:
ADC2->CSR = (ADC_USER_ASYNC_CHANNEL|BIT5);
ADC_Async_State = ADC_USER_ASYNC_SAMPLE;
break;
}

// Disable ext. trigger
ADC2->CR2 &= (u8)(~BIT6);
//Start ADC sample
ADC2->CR1 |= BIT0;

ADC_State = ADC_ASYNC;

if (bComHanderEnable == 1)
{
ComHandler();
}
}
else
{
// Syncronous sampling
u16 data;

data = ADC2->DRH;
data <<= 2;
data |= (ADC2->DRL & 0x03);

//clear interrupt flag
ADC2->CSR &= (u8)(~BIT7);

// Restore the sync ADC channel
ADC2->CSR = bCSR_Tmp;

// Enable ext. trigger
ADC2->CR2 |= BIT6;

// Manage async sampling
switch (ADC_Async_State)
{
default:
case ADC_BUS_SAMPLE:
ADC_Buffer[ ADC_BUS_INDEX ] = data;
ADC_Async_State = ADC_TEMP_INIT;
break;

case ADC_TEMP_SAMPLE:
ADC_Buffer[ ADC_TEMP_INDEX ] = data;
ADC_Async_State = ADC_USER_ASYNC_INIT;
break;

case ADC_USER_ASYNC_SAMPLE:
ADC_Buffer[ ADC_USER_ASYNC_INDEX ] = data;
ADC_Async_State = ADC_BUS_INIT;
break;
}

ADC_State = ADC_SYNC;
}
}
#endif

上面的代碼我改了一點(diǎn)點(diǎn)，就是多采集了一路平均電流。

AD采集分兩種，一個(gè)是同步，一個(gè)是異步。同步中有三個(gè)采集通道，異步中有三個(gè)采集通道。同步中的通道為反電勢(shì)通道、瞬時(shí)電流、平均電流。異步采集中通道為母線電壓、溫度值、電位器。

異步采集是在同步完成后進(jìn)行的。同步采集是通過(guò)TIM1的通道4觸發(fā)采集。

所以每個(gè)PWM周期采集2路模擬信號(hào)。異步采集的通道與PWM的ON與OFF狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以安排在異步采集中。同步采集中的反電勢(shì)需要在PWM固定時(shí)刻采集，或ON或OFF，看BEMF的過(guò)零比較方案。瞬時(shí)電流一般在TON時(shí)刻采集。因?yàn)樵瓉?lái)ST有PWM特殊時(shí)刻做了一路用戶通道中，所以我就把平均電流加到這一通道上了。其實(shí)平均電流采集也可以放到異步中。無(wú)所謂了，功能實(shí)現(xiàn)是沒(méi)問(wèn)題的。

另外，異步采集中的反電勢(shì)通道一直是設(shè)為浮空相的通道的。而且反電勢(shì)的采集在D與Z之間，即退磁結(jié)束與過(guò)零點(diǎn)之間進(jìn)行的異步采集均為反電勢(shì)，而瞬時(shí)電流的采集是在Z與C之間，即過(guò)零與換相之間進(jìn)行的異步采集均為瞬時(shí)瞬時(shí)電流。所以用戶的通道（平均電流）就是在換相與退磁之間了。

ST的無(wú)感方案，啟動(dòng)方案感覺(jué)只能針對(duì)工業(yè)用電機(jī)，像在4極對(duì)下4K轉(zhuǎn)速的電機(jī)，那啟動(dòng)參數(shù)不用怎么改。但如果改為航模電機(jī)，無(wú)論啟動(dòng)PWM改為多少，總是不能啟動(dòng)成功。可能是我還找到巧門，也可能沒(méi)設(shè)對(duì)參數(shù)，對(duì)于高速電機(jī)，像這種無(wú)感啟動(dòng)可能是升頻升壓法啟動(dòng)才可靠。我早期寫的例程，無(wú)論什么電機(jī)，用的是升頻升壓法，無(wú)論什么電機(jī)，都可以正常啟動(dòng)，只是啟動(dòng)過(guò)程（大約1S）電流從大到小，，至少正常運(yùn)行至最小電流值。