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【嵌入式电机控制#26】BLDC：三相模拟采集

news 2025/8/9 20:26:16

之前有些网友试着用有刷的平均电流法采集三相，还搞了个闭环控制。求！结果直接把驱动板给干没了......

做过仿真的朋友们都知道，无刷电机的相电流波形是介于方波和正弦波的。如果拿平均电流去测量，很不靠谱。

这节内容为大家分享采集三相模拟量的通用配置思路。

一、CubeMX的ADC初始化

使能三个ADC通道，分别传输UVW线电流（Y型下等于相电流）

四分频表示APB2总线/4，也就是说ADC频率为72Mhz/4 = 18Mhz 这是我们F1下ADC的基础频率。若用F407系列请自行计算。

12倍原始采样率、右对齐、扫描转换模式开、EOC选择顺序转换、连续转换模式开、DMA连续请求开、常规采样开、

cycle转换通道量为2.5/3（因型号不同），我这里设置的是2.5cycles，表示2.5个ADC基础周期采集一次rank1，由此我们可推算出各个通道的采样频率。

接着设置所有rank对应的通道（1，2，3）、采样周期为3个循环

（ARM架构上绝大部分三相采集都如此配置，可以记住，原因比较难解释）

接着配置DMA, 虽然最终数据寄存器float是32位，但是我们用的是12位采样，DMA寄存器是uint16_t的，一次读两个字节刚合适，不要把概念搞混淆了。

二、ADC的DMA中断处理逻辑

uint16_t g_adc_firstave_result[3];
//一次均值结果寄存//一次均值函数
int32_t ADC_GetSampleAvgN(int16_t *Data)
{uint32_t temp[ADC_CH_NUM] = {0,0,0};     //初始化结果寄存器int i,j;         //ij计数变量for(i=0;i<ADC_COLL;i++)   //COLL为每个ADC通道的DMA容量{   //在顺序DMA采集中 DMA寄存器的内容结构为 RANK1数据 RANK2数据 RANK3数据......以此类推          for(j=0;j<ADC_CH_NUM;j++)                   {    //NUM为参与顺序DMA的总通道数temp[j] += ADC_ConvValueHex[j+i*ADC_CH_NUM];//temp也按rank排序，把DMA寄存器中，每个独立通道的数据累加}}for(j=0;j<ADC_CH_NUM;j++){//对每个独立通道的累加值求均值temp[j] /= ADC_COLL;//把中间变量值传给最终结果Data[j] = temp[j];       }
}void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)  
{int32_t ADConv = 0 ; //停止DMA，保证数据时序完整性HAL_ADC_Stop_DMA(hadc);//进行一次滤波，并获取数据  ADC_GetSampleAvgN((int16_t*)g_adc_firstave_result);//重新让DMA工作HAL_ADC_Start_DMA(hadc,(uint32_t*)ADC_ConvValueHex, ADC_CH_NUM * ADC_COLL);
}

三、定时器中断处理逻辑

 if(timeTickCurrent != 0)timeTickCurrent--;else {if(Motor_State==MOTOR_ENABLE){
//当电机运行时，读取实际的电流（相电流+偏置电流）for(uint8_t i=0; i<3; i++){adc_val_m1[i] = g_adc_firstave_result[i];   adc_amp[i] = adc_val_m1[i] - adc_amp_offset[i][ADC_AMP_OFFSET_TIMES];if(adc_amp[i] >= 0)    adc_amp_un[i] = adc_amp[i];							}
//U相电流
current[0] = ((float)(adc_amp_un[0] * VOLT_RESOLUTION)- 1650.0f)/4020.0f/SM_REST;
//V相电流
current[1] = ((float)(adc_amp_un[1] * VOLT_RESOLUTION)- 1650.0f)/4020.0f/SM_REST;
//Z相电流
current[2] = ((float)(adc_amp_un[2] * VOLT_RESOLUTION)- 1650.0f)/4020.0f/SM_REST;/*W*/Vofa_data(current[0],VOFA_CHANNEL1);
Vofa_data(current[1],VOFA_CHANNEL2);
Vofa_data(current[2],VOFA_CHANNEL3);//上传到上位机//一节低通滤波暂时不用//						current[0] = ((float)(1-FILTER_Q_CURRENT) * LS_Speed_hz) + (FILTER_Q_CURRENT * Speed_hz) ;
//						current[1]= ((float)(1-FILTER_Q_CURRENT) * LS_Speed_hz) + (FILTER_Q_CURRENT * Speed_hz) ;
//						current[2]= ((float)(1-FILTER_Q_CURRENT) * LS_Speed_hz) + (FILTER_Q_CURRENT * Speed_hz) ;}
if(Motor_State==MOTOR_DISABLE){//当电机停止的时候uint8_t i;//三个均值变量，用于寄存UVW三相的偏置电压uint32_t avg[3] = {0,0,0};//这里直接用了二维数组存放偏置量//结构为  通道1p1 通道1p2 通道1p3 ... 通道1pn//通道2p1 通道2p2 通道2p3 ... 通道2pn//以此类推adc_amp_offset[0][adc_amp_offset_p] = g_adc_firstave_result[0]; adc_amp_offset[1][adc_amp_offset_p] = g_adc_firstave_result[1];adc_amp_offset[2][adc_amp_offset_p] = g_adc_firstave_result[2];adc_amp_offset_p++;//若数据采集满，进行二次均值滤波if(adc_amp_offset_p >= ADC_AMP_OFFSET_TIMES){adc_amp_offset_p = 0;}//进行均值累加   for(i = 0; i < ADC_AMP_OFFSET_TIMES; i++)              {avg[0] += adc_amp_offset[0][i];avg[1] += adc_amp_offset[1][i];avg[2] += adc_amp_offset[2][i];}//进行平均并把数据重新传回offset最后一列，作为标准偏置for(i = 0; i < 3; i++)                             {avg[i] /= ADC_AMP_OFFSET_TIMES;adc_amp_offset[i][ADC_AMP_OFFSET_TIMES] = avg[i];  }}//我这里的偏置采集量设置的是50次，而采集一次相电流所需时间大概在1.5ms左右，所以在电机启动前需要一个至少大于75ms的delaytimeTickCurrent = TIMECNT_CURRENT;}