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      上海伺鍇電子科技有限公司

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      無(wú)刷直流電機(jī)控制方案3
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      邵先生

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      產(chǎn)品簡(jiǎn)介
      1KF8S1101面向BLDC控制的特性2軟件庫(kù)特點(diǎn)3開發(fā)套件的使用3.1DEMO板主要接口說(shuō)明3.2開發(fā)軟件的安裝3.3建立KungFu8項(xiàng)目3.4添加源文件3.5樣例程序清單3.6庫(kù)文件4基于KF8S1101開放套件實(shí)現(xiàn)實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)4.1有霍爾模式、無(wú)霍爾模式選擇4.2電機(jī)正反轉(zhuǎn)模式選擇4.3
      產(chǎn)品介紹

      1   KF8S1101面向BLDC控制的特性

      u ChipON自主的KungFu內(nèi)核——高效的處理器平臺(tái)

      ?  典型的RISC架構(gòu),程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開

      ?  具有8個(gè)8位寄存器組成的寄存器組堆

      ?  SFR無(wú)需分組,簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)和代碼密度

      ?  16bit指令代碼,多數(shù)指令在一個(gè)周期內(nèi)完成

      ?  工作頻率*高20MHZ

      u 面向BLDC控制的豐富的外設(shè)

      ?  帶死區(qū)控制的增強(qiáng)型PWM,每個(gè)通道極性可獨(dú)立設(shè)置

      ?  緊急故障輸入端口,內(nèi)部自帶比較器,自動(dòng)關(guān)斷PWM輸出

      ?  可觸發(fā)ADC事件,PWM中間點(diǎn)采樣電流

      ?  內(nèi)部集成無(wú)霍爾信號(hào)檢測(cè)陣列,降低外圍器件成本

      2      軟件庫(kù)特點(diǎn)

      u 簡(jiǎn)單易用,提供完整的樣例程序

      u 支持有霍爾模式/無(wú)霍爾模式

      u 平穩(wěn)的無(wú)霍爾啟動(dòng)算法

      u PI恒流控制

      u 詳盡完善的方案保護(hù)功能

      u 改進(jìn)的控制算法,電機(jī)適應(yīng)性廣

      u 針對(duì)不同電機(jī)參數(shù),只需在頭文件中更改宏定義參數(shù)

      u 提供硬件參考電路,結(jié)合樣例程序,用戶針對(duì)具體應(yīng)用開發(fā)周期短

      3       開發(fā)套件的使用

      提供完整的開發(fā)環(huán)境(IDE)、ANSI C99標(biāo)準(zhǔn)的C編譯器、仿真器、編程器和DEMO 評(píng)估板,詳盡的用戶手冊(cè)和免費(fèi)的軟件源程序代碼。用戶無(wú)需設(shè)計(jì)硬件即可進(jìn)行馬達(dá)驅(qū)動(dòng)性能的評(píng)估,方便用戶針對(duì)具體應(yīng)用添加和刪減代碼,開發(fā)出符合需求、高性價(jià)比的產(chǎn)品。

      下圖為基于KF8S1101芯片設(shè)計(jì)的工作電壓DC24VDEMO板。

       

       

       

       

       

      1  KF8S1101 BLDC DEMO

       

       

       

      3.1    BLDC控制板主要接口說(shuō)明

      1.電機(jī)相線接口,從上到下依次為電機(jī)相線U、V、W

      2.控制板工作電源,左邊為正,右邊為負(fù)。Rated Voltage 額定電壓: 24V DC),Voltage Range 使用電壓范圍: 9-26VDC)。

      3.電機(jī)霍爾信號(hào)接口,從左到右依次霍爾電源、霍爾信號(hào)U相、霍爾信號(hào)V相、霍爾信號(hào)W相、霍爾地。

      4.電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制信號(hào),跳線帽接上電機(jī)逆時(shí)針運(yùn)行,跳線帽去除電機(jī)順時(shí)針運(yùn)行。

      5.MCU程序下載接口。

      6.電機(jī)啟??刂瓢存I,按一次開啟,再按一次關(guān)閉。

      7.電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整旋鈕。

      8.電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)指示燈。

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

      3.2    開發(fā)軟件的安裝

      使用ChipOnChipON IDE v1.1.0版本的開發(fā)環(huán)境和ANSI C99標(biāo)準(zhǔn)的C編譯器,按照向?qū)б哉0惭b順序?qū)④浖惭b到電腦上。

       

      3.3    建立KungFu8項(xiàng)目

      運(yùn)行ChipON IDE v1.1.0,選擇工作空間地址。

      新建一個(gè)項(xiàng)目。注意項(xiàng)目類型需要選擇KF8-C。進(jìn)入下一步,選擇芯片型號(hào)KF8S1101,再點(diǎn)擊下一步就建好了項(xiàng)目。

      3.4    添加源文件

      把提供的源程序文件(包括.c文件和.h文件)復(fù)制到新建項(xiàng)目下。鼠標(biāo)放到項(xiàng)目名上點(diǎn)右鍵,選擇粘貼,覆蓋掉原來(lái)的“main.c"文件。

       

       

      選擇構(gòu)建項(xiàng)目。

       

       

      將庫(kù)文件“CommutationRun.o"、“BEMF.o"粘貼到項(xiàng)目里的“Release"。

       

      鼠標(biāo)指向項(xiàng)目名稱單擊右鍵選擇“屬性",選擇“C/C++ 構(gòu)建"下的設(shè)置,修改 C 鏈接器 命令參數(shù),加入“CommutationRun.o"和“BEMF.o"。

      這時(shí)再選擇構(gòu)建項(xiàng)目,即可成功的生成HEX文件。

       

      3.5    樣例程序清單

      ? 源程序C文件

      ? 源程序頭文件

      3.6    庫(kù)文件

      庫(kù)文件包含下面兩個(gè)文件

      庫(kù)文件對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頭文件為“CommutationRun.h"和“BEMF.h",主要聲明了庫(kù)文件中包含的兩個(gè)函數(shù),

      voidBEMFFuction(void);         //感生電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)處理函數(shù)

      voidCommutationInSpect(void); //換相檢測(cè)處理函數(shù)

       

      庫(kù)函數(shù)中變量聲明全部以“CHIPON_"開頭,程序中用的函數(shù)名不要以其開頭命名,以免出現(xiàn)重復(fù)。

       

       

       

      庫(kù)函數(shù)中用到的公有變量有:

      unsignedchar fGlobe_SynchronizingRectify;//同步續(xù)流狀態(tài)標(biāo)志

      unsignedchar SensorlessFirstCommutation;//無(wú)傳感器模式初始換向狀態(tài)標(biāo)志

      unsignedchar FrontTimesAfterZeroStart;  //靜態(tài)啟動(dòng)換向次數(shù)計(jì)數(shù)器

      unsignedchar CntForPWMTwo;              //PWM 2 占空比

      unsignedchar fGlobe_SensorlessStatus;   //有無(wú)傳感器模式標(biāo)志

      unsignedchar Fwd_RevFlag;               //正反轉(zhuǎn)標(biāo)志

      unsignedchar fGlobe_MotorBrockStart;    //開始堵轉(zhuǎn)標(biāo)志

      unsignedchar fGlobe_MotorBrock;        //堵轉(zhuǎn)標(biāo)志

      unsignedchar fGlobe_Run;                //系統(tǒng)運(yùn)行標(biāo)志

      unsignedchar U8Globe_PwmShadow;        //PWM占空比

      庫(kù)函數(shù)中用到的宏定義為:

      #defineHALL_PORT               P2         //霍爾信號(hào)狀態(tài)寄存器

      #define   HALL_STATE_012        0x07       //hall 有效位(低三位)

       

      4   基于KF8S1101開放套件實(shí)現(xiàn)實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)

      針對(duì)實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)時(shí),程序只需做少量的修改即可實(shí)現(xiàn)功能。

      4.1    有霍爾模式、無(wú)霍爾模式選擇

      樣例程序中在子函數(shù)“void InitSystem(void)"里通過(guò)檢測(cè)按鍵是否長(zhǎng)按來(lái)選擇有霍爾模式或者無(wú)霍爾模式,實(shí)際應(yīng)用中只需把變量直接賦給所需的值即可實(shí)現(xiàn)模式選擇。目前庫(kù)文件中有霍爾模式只適合霍爾電角度為120°的電機(jī),如果是60°電角度的話需要和我們聯(lián)系,重新提供霍爾角度為60°電角度的庫(kù)文件。

      fGlobe_SensorlessStatus= 1;  //無(wú)霍爾模式fGlobe_SensorlessStatus= 0;  //有霍爾模式

       

      4.2    電機(jī)正反轉(zhuǎn)模式選擇

      樣例程序中在子函數(shù)“void FWDREV_Function(void)"里通過(guò)檢測(cè)“FWD_REV"IO口是高電平還是低判斷來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)向,實(shí)現(xiàn)順時(shí)針或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。實(shí)際應(yīng)用中只需把變量直接賦給所需的值即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的選擇。

      SYFwd_Rev =0;       //電機(jī)正向選擇

      SYFwd_Rev =1;       //電機(jī)反向選擇

      4.3    不同類型電機(jī)參數(shù)修改

      實(shí)際應(yīng)用中會(huì)涉及到不同參數(shù)的BLDC電機(jī),只需根據(jù)電機(jī)參數(shù)修改“system.h"里的宏定義即可。

      /*電流參數(shù)*/

      #define  SENSOR_RES                 0.05  //電流傳感器阻值 ohm

      #define  CURRENT_AMP                6.5   //電流放大器放大倍數(shù)

      #define  LIMITCURERNT_REALY         1.5    // 均值電流限制值A

      #define  BLOCKING _CURRENT_START_A 0.885 // 堵轉(zhuǎn)判斷電流值A

      #define  RECTIFY_CURRENT_START_A   0.45  // 同步整流開始值A

      #define  PEAK_CURRENT_LIM_A          4      // 峰值電流限制值A

      /*電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)間,20ms周期*/

      #define  BROCKTIME                 70     //堵轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器 70*20ms = 1.4s

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