这几天一直在使用STM32来写sensorless BLDC的驱动框架,那么必须会用到TIM1的CCR1/CCR2/CCR3产生的六路互补PWM,以及用CCR4来产生一个中断,用来在PWM-ON的时候产生中断进行过零检测,以及相电流的检测等。
在STM32微控制器中,实现传感器无刷直流(BLDC)电机驱动的关键技术之一是高效地采集电机相电流和过零检测。本篇将详细阐述如何利用TIM1定时器生成6路ADC采样,并通过CCR4触发ADC1的注入通道进行采样。
TIM1是一个高级定时器,它具有丰富的功能,包括产生PWM脉冲、中断和事件触发。在BLDC驱动框架中,TIM1的CCR1、CCR2和CCR3通常用于生成六路互补PWM信号,以驱动电机的三相。互补PWM模式可以确保电机相位在正确的时刻开启和关闭,从而实现无刷控制。
要生成这6路PWM,我们首先需要配置TIM1的时间基(Time Base)。例如,我们可以设定TIM_TimeBaseStructure结构体,包括计数周期(TIM_Period)、预分频器(TIM_Prescaler)、计数模式(TIM_CounterMode_Up)、时钟分频因子(TIM_ClockDivision)和重复计数器(TIM_RepetitionCounter)。初始化TIM1后,再通过TIM_TimeBaseInit函数设置这些参数。
接着,为了支持死区时间和自动输出功能,我们需要对TIM1的BreakDeadTimeConfig(TIM_BDTRInitStructure)进行初始化。这涉及到开启死区时间(TIM_DeadTime)、断路状态(TIM_Break和TIM_BreakPolarity)以及自动输出使能(TIM_AutomaticOutput)等。
对于PWM通道的设置,例如OCR1A、OCR1B、OCR2A、OCR2B、OCR3A和OCR3B,我们需要使用TIM_OCInitStructure结构体,定义PWM模式(TIM_OCMode_PWM1)、输出状态(TIM_OutputState_Disable/Enable)、输出极性(TIM_OCPolarity_High/Low)以及其他相关参数,然后分别调用TIM_OC1Init、TIM_OC2Init和TIM_OC3Init等函数初始化各通道。
在PWM模式下,通过CCR4的比较匹配事件,可以触发ADC1的注入通道采样。注入通道是ADC的一个特性,允许在常规转换序列之外进行单独的采样和转换,通常用于实时监测特定事件。为了实现这个功能,我们需要配置ADC的注入通道和触发源。例如,设置ADC1注入通道的采样时间、序列位置和触发源为TIM1_CCR4的更新事件。完成这些设置后,当CCR4的值与定时器计数值匹配时,ADC1将开始采样。
在实际应用中,CCR4的中断可用于过零检测。当PWM波形的占空比达到0或100%时,CCR4会产生中断,此时可以通过中断服务程序进行过零检测和相电流的计算。此外,还可以配置DMA(直接内存访问)与ADC1配合,自动将采样结果传输到内存,减轻CPU负担,提高系统效率。
总结来说,通过STM32的TIM1定时器,我们可以生成6路互补PWM信号,用于驱动BLDC电机。同时,利用CCR4的中断触发ADC1的注入通道采样,实现过零检测和实时电流监控。这一配置对于构建高效、精准的无传感器BLDC驱动系统至关重要。
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