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【24嵌入式设计大赛】基于HPM5300-EVK的无刷电机控制系统
发布于 2024-09-16 13:24:13 浏览:363
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[tocm] 基于HPM5300-EVK的无刷电机控制系统 基于HPM5300-EVK的无刷电机控制系统是一个结合了高性能RISC-V内核MCU与无刷电机技术的先进系统。该系统通过HPM5300-EVK开发板实现对无刷电机的精确控制,以下是对该系统的详细分析: # 一、系统组成 1. HPM5300-EVK开发板 核心处理器:基于先楫半导体的HPM5300系列高性能RISC-V内核MCU,主频高达480MHz,支持双精度浮点运算及强大的DSP扩展,专为高性能运动控制和传感器应用设计。 存储资源:内置1MB Flash和288KB SRAM,为复杂应用提供足够的存储空间。 通信接口:拥有多个串行通信接口,如CAN-FD、LIN、UART、SPI、I2C等,并配备USB OTG内置HS PHY,满足各类通信需求。 模拟功能:集成了16位ADC(模数转换器)、12位DAC(数模转换器)以及运算放大器,支持多种传感器输入,包括光电式、磁感应和旋转变压器,适用于复杂的模拟信号处理。 调试支持:集成了板载调试器,并提供了标准JTAG接口,可以连接JLINK、DAPLINK等调试器,方便开发者进行代码调试。 2. 无刷电机 组成:无刷电机由转子和定子组成,转子通常由永磁体构成,定子则由线圈组成。通过电子控制器控制电流的方向和大小,实现电机的旋转。 优点:相比传统有刷电机,无刷电机具有高效率、低噪音、长寿命等优点。 3. 控制器 功能:控制器接收来自HPM5300-EVK开发板的控制信号,并通过电机驱动器将适当的电流和电压输送到无刷电机,实现对电机转速和方向的精确控制。 实现方式:通常采用微处理器或数字信号处理器(DSP)来实现运算和控制算法,如PID控制、矢量控制等。 # 二、系统特点 高精度控制:HPM5300-EVK开发板的高性能RISC-V内核和丰富的外设接口,使得系统能够实现无刷电机的高精度位置、速度和力矩控制。 高可靠性:无刷电机本身的结构设计和电子控制器的精确控制,使得系统具有较高的可靠性,能够在恶劣工况下稳定运行。 易于开发:HPM5300-EVK开发板提供了丰富的开发资源和便捷的调试环境,支持VS Code、SEGGER Embedded Studio等集成开发环境,方便开发者进行开发和调试。 广泛应用:该系统可广泛应用于工业自动化、电动车辆、家电产品、医疗设备等领域,实现高效、可靠和精准的控制。 ## 主要程序 代码使用的是先楫sdk代码生成工具,使用历程rt-thread-nano修改得到。 1.系统初始化 2.初始化pwm 3.初始化定时器输入捕获 4.初始化电调控制器。发送开机信号 ## 部分代码展示 ```c //初始化 int my_pwm_init(void) { uint32_t freq; uint8_t cmp_index = 0; pwm_cmp_config_t cmp_config[2] = {0}; pwm_config_t pwm_config = {0}; init_pwm_pins(HPM_PWM0); freq = clock_get_frequency(PWM_CLOCK_NAME); reload = freq / 1000 * PWM_PERIOD_IN_MS - 1; pwm_stop_counter(PWM); reset_pwm_counter(); pwm_get_default_pwm_config(PWM, &pwm_config); pwm_config.enable_output = true; pwm_config.dead_zone_in_half_cycle = 0; pwm_config.invert_output = false; /* * reload and start counter */ pwm_set_reload(PWM, 0, reload); pwm_set_start_count(PWM, 0, 0); /* * config cmp = RELOAD + 1 */ cmp_config[0].mode = pwm_cmp_mode_output_compare; cmp_config[0].cmp = reload + 1; cmp_config[0].update_trigger = pwm_shadow_register_update_on_hw_event; cmp_config[1].mode = pwm_cmp_mode_output_compare; cmp_config[1].cmp = reload; cmp_config[1].update_trigger = pwm_shadow_register_update_on_modify; /* * config pwm as output driven by cmp */ if (status_success != pwm_setup_waveform(PWM, PWM_OUTPUT_PIN1, &pwm_config, cmp_index, &cmp_config[0], 1)) { rt_kprintf("failed to setup waveform\n"); // while(1); } cmp_config[0].cmp = reload >> 1; /* * config pwm as reference */ if (status_success != pwm_setup_waveform(PWM, PWM_OUTPUT_PIN2, &pwm_config, cmp_index + 1, &cmp_config[0], 1)) { rt_kprintf("failed to setup waveform\n"); // while(1); } pwm_load_cmp_shadow_on_match(PWM, cmp_index + 2, &cmp_config[1]); rt_kprintf("pwm init success %d\r\n",reload); return RT_EOK; } ``` ### 初始化电调 ```c void air_start(void) { pwm_start_counter(PWM); pwm_issue_shadow_register_lock_event(PWM); rt_thread_mdelay(1000); rt_thread_mdelay(1000); rt_thread_mdelay(1000); pwm_update_raw_cmp_edge_aligned(PWM, 0,3200000*0.95); pwm_update_raw_cmp_edge_aligned(PWM, 1,3200000*0.95); rt_thread_mdelay(1000); rt_thread_mdelay(1000); pwm_update_raw_cmp_edge_aligned(PWM, 0,3200000*0.904); pwm_update_raw_cmp_edge_aligned(PWM, 1,3200000*0.904); } ``` # 结尾 我们很高兴看到您对 RT-Thread 的学习和使用充满热情,并希望您能够在 RT-Thread 的平台上实现更多的创新和应用。如果您在学习过程中遇到任何问题或需要进一步的帮助,请随时联系我们或访问 RT-Thread 的官方网站和社区论坛。我们期待与您一起成长,共同推动 RT-Thread 的发展!
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