2019年10月15日 | 基于STM32无刷直流电机全套设计方案

STM32 BLDC开发板

提供原理图和相应的原代码，源代码是基于免费开源CoOS(UCOS类似)操作系统上写的，在学习无刷电机的控制同时还能学习到操作系统的知识。同时提供用Matlab的GUI编写的串口接收程序和开源的代码，实时接收速度和电流信息，便于PID测试，并且有CAN(TJA1050)接口。同时自己可以进行修改学习Matlab的GUI编程。

电路原理图如下：

• STM32F103RB处理器 时钟72M Flash 64K RAM 20K

• MOSFET SUD35N05-26L  55V 35A Rds=0.02
  

3. MOSFET驱动 IR2101S

输入开发板电源

电源 10到20V

最大电流 20A

无刷电机

额定电压12V

额定电流  2.26A

额定转速  13027RPM

无刷电机接口：

黄色线: Vcc +5V

灰色: GND

棕色:霍尔S1

蓝色:霍尔S2

橙色:霍尔S3

红色:A相

黑色:B相

绿色:C相

开发板配置：

1.无刷电机驱动

2.串口通信接口

3.CAN通信接口

4.有AD接口能检测电压和电流

5.两个按键和一个复位键

6.一个LED

7.JLINK调试接口

开发板配件：

交流220V转直流12V 6A电源　　单买价格是40

带霍尔无刷电机 12V 2.26A                单买价格是 50

STM32无刷电机驱动板                                            单买价格是180

软件资料：

有无刷电机转速调节的PID程序(基于免费开源CoOS操作系统)

自己做的Matlab GUI串口PID调试程序(开源，自己可以改进)

自己以前做的STM32程序

开发板

无刷电机

无刷电机的PID调节图

单片机源程序如下:

#include "includes.h"

/********************CoOS变量**********************/

#define TASK_STK_SIZE         128

#define TASK0_PRIO        2

#define TASK1_PRIO  3

#define TASK2_PRIO  4

#define TASK3_PRIO  5

OS_STK STK_TASK0[TASK_STK_SIZE];

OS_STK STK_TASK1[TASK_STK_SIZE];

OS_STK STK_TASK2[TASK_STK_SIZE];

OS_STK STK_TASK3[TASK_STK_SIZE];

void TASK0(void *param);

void TASK1(void *param);

void TASK2(void *param);

void TASK3(void *param);

/*************************************************/

/*********************一般变量********************/

extern uint32_t Speed_count;

uint8_t USART_Flag = 0;

/*************************************************/

int main(void)

{

        /* 片内外设初始化 */        

        Periph_Init();

        /* 操作系统初始化 */

    CoInitOS();

        CoCreateTask( TASK0, (void*)0, TASK0_PRIO, &STK_TASK0[TASK_STK_SIZE - 1], TASK_STK_SIZE);

        CoCreateTask( TASK1, (void*)0, TASK1_PRIO, &STK_TASK1[TASK_STK_SIZE - 1], TASK_STK_SIZE);

        CoCreateTask( TASK2, (void*)0, TASK2_PRIO, &STK_TASK2[TASK_STK_SIZE - 1], TASK_STK_SIZE);

        CoCreateTask( TASK3, (void*)0, TASK3_PRIO, &STK_TASK3[TASK_STK_SIZE - 1], TASK_STK_SIZE);

        CoStartOS();

    while(1);

}

void TASK0(void *param)

{

  uint8_t start_flag=0;

  uint8_t sw_state = 1;

  KEY_Init();

  Speed_PIDInit();                        

  for(;;)

  {

          //SW__Read()=1          Direction = SET

    if(SW__Read()^sw_state)

        {

           if(start_flag)

           {

                   BLDC_Stop();

           }

           sw_state = SW__Read();

           if(sw_state)

           {

                           Direction = SET;

           }

           else

           {

                           Direction = RESET;

           }

           if(start_flag)

           {

                     BLDC_Start();

           }

        } 

    if(KEY_Read(KEY1))

        {

                CoTickDelay(5);

                if(KEY_Read(KEY1))

                {

                   BLDC_Start();

                   start_flag = 1;        

                }

        }

        if(KEY_Read(KEY2))

        {

                CoTickDelay(5);

                if(KEY_Read(KEY2))

                {

                   BLDC_Stop();

                   start_flag = 0;

                }

        }

        CoTickDelay(10);

  }                        

}

void TASK1(void *param)

{

  uint16_t adc_value= 0;

  uint8_t i = 0; 

  for(;;)

  {

             adc_value= 0;

       for(i=0;i<4;i++)

           {

                           ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);    /* 使能转换开始 */

                           while(ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC1));

                        adc_value += ADC_GetConversionValue(ADC1);

           }

           ADC_Speed = adc_value/4;

           CoTickDelay(10);

  }

}

void TASK2(void *param)

{

  uint16_t data;

  for(;;)

  {

          if(USART_Flag)

        {

            data = 1000000/(6*Speed_count);

                USART_SendData( USART2, data);

                USART_Flag = 0;

        }

        CoTickDelay(1);

  }

}

void TASK3(void *param)

{

        LED_Off();

  for(;;)

  {

           LED_On();

           CoTickDelay(200);

           LED_Off();

           CoTickDelay(200);

  }

}

复制代码

#include "includes.h"

/**********常量定义**********/

#define IDLE    0

#define        START        1

#define        RUN            2

#define        STOP    3

#define FAULT   4

#define HIGH        1480

#define LOW     3

/*********全局变量***********/

u8 state;                                   //主状态

FlagStatus Direction = SET;//初始化后为正转

uint8_t stalling_count = 0;                   //堵转计数器

void Delay_us(uint8_t t);

/**********************************************************************

* Description    : 对定时器1和定时器3的GPIO定义

* Input          : None

* Output         : None

* Return         : None

* Attention      : None

**********************************************************************/

void BLDC_GPIOConfig(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;  //TIM1输出

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                                                   

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;//TIM1输出

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                                                   

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;              //TIM3的霍尔输入

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;                         //TIM3的霍尔输入

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

//    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;                         //TIM1_BKIN

//    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

//    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

}

/**********************************************************************

* Description    : None

* Input          : None