STM32G4电机外设系列（四）：DAC输出电流波形分析与CAN通讯实战

1 DAC输出电流波形

• 电机控制环路主要涉及的外设功能包含高级定时器TIM1的发波，OPAMP 及 ADC 准确的采样三相电流，并在三相电流过流时及时封波，避免损坏硬件

• 本文将会使用STM32G4内部 TIM1ADCCOMP DAC级联使用

1.1 STM32CubeMX配置和Keil代码

• 配置 DAC1_CH1 为输出模式，只连接外部 Pin，配置外部 Pin为 PA4，使能
  buffer 模式
  * 点击生成代码

• 在Keil修改代码如下

/* USER CODE BEGIN PV */ 中增加

uint32_t DAC_wave[100] = { 

    0x0800, 0x0881, 0x0901, 0x0980, 0x09FD, 0x0A79, 0x0AF2, 0x0B68, 0x0BDA, 0x0C49,

    0x0CB3, 0x0D19, 0x0D79, 0x0DD4, 0x0E29, 0x0E78, 0x0EC0, 0x0F02, 0x0F3C, 0x0F6F,

    0x0F9B, 0x0FBF, 0x0FDB, 0x0FEF, 0x0FFB, 0x0FFF, 0x0FFB, 0x0FEF, 0x0FDB, 0x0FBF,

    0x0F9B, 0x0F6F, 0x0F3C, 0x0F02, 0x0EC0, 0x0E78, 0x0E29, 0x0DD4, 0x0D79, 0x0D19,

    0x0CB3, 0x0C49, 0x0BDA, 0x0B68, 0x0AF2, 0x0A79, 0x09FD, 0x0980, 0x0901, 0x0881,

    0x0800, 0x077F, 0x06FF, 0x0680, 0x0603, 0x0587, 0x050E, 0x0498, 0x0426, 0x03B7,

    0x034D, 0x02E7, 0x0287, 0x022C, 0x01D7, 0x0188, 0x0140, 0x00FE, 0x00C4, 0x0091,

    0x0065, 0x0041, 0x0025, 0x0011, 0x0005, 0x0001, 0x0005, 0x0011, 0x0025, 0x0041,

    0x0065, 0x0091, 0x00C4, 0x00FE, 0x0140, 0x0188, 0x01D7, 0x022C, 0x0287, 0x02E7,

    0x034D, 0x03B7, 0x0426, 0x0498, 0x050E, 0x0587, 0x0603, 0x0680, 0x06FF, 0x077F

};




/* Initialize all configured peripherals */ 中增加，来启动DAC1通道1

HAL_DAC_Start(&hdac1, DAC_CHANNEL_1);




//中断处理函数中增加，来输出DAC的波形

i++;

if(i>=100)

{

i = 0;

}

HAL_DAC_SetValue(&hdac1, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, DAC_wave[i]);








• 编译并下载程序

1.2 实验现象

使用逻辑分析仪或者示波器链接逻辑分析仪，查看上传波形


2 CAN/CANFD通讯

• 本章介绍使用STM32CUBEMX建立CAN通讯，由于CAN通讯自身的特点，在电机控制的场景中使用非常常见，了解CAN通讯非常有必要

2.1 STM32CubeMX配置和Keil代码

• 首先配置cubeMx程序，在上一章的基础上使能CAN外设
  

• 配置仲裁段和数据段的分频系数跳转位宽，使能FIFO模式

• 波特率：500k = 160M/20/(1+10+5)

• 使能中断，生成代码

• 打开Keil，main函数中的部分代码的修改如下

1. 定义RX和TX数据以及中间变量

/* USER CODE BEGIN PV */ 

//CAN收发

FDCAN_RxHeaderTypeDef RxHeader;

FDCAN_TxHeaderTypeDef TxHeader;

uint8_t RxData[8] = {NULL};

uint8_t TxData[8] = {NULL};

float CANtemp[1];




2. 声明函数

/* USER CODE BEGIN PFP */ 

void FDCAN2_Config(void);

/* USER CODE END PFP */




3. 配置RX和TX数据帧类型，RX接受的ID范围，TX的ID和和数据长度等参数

/* USER CODE BEGIN 4 */ 

void FDCAN2_Config(void)

{

FDCAN_FilterTypeDef sFilterConfig;

HAL_FDCAN_ActivateNotification(&hfdcan1, FDCAN_IT_RX_FIFO0_NEW_MESSAGE, 0);

sFilterConfig.IdType = FDCAN_EXTENDED_ID;

sFilterConfig.FilterIndex = 0;

sFilterConfig.FilterType = FDCAN_FILTER_RANGE;

sFilterConfig.FilterConfig = FDCAN_FILTER_TO_RXFIFO0;

sFilterConfig.FilterID1 = 0x00000000;

sFilterConfig.FilterID2 = 0x01ffffff;

HAL_FDCAN_ConfigFilter(&hfdcan1, &sFilterConfig);

TxHeader.Identifier = 0x1B;

TxHeader.IdType = FDCAN_EXTENDED_ID;

TxHeader.TxFrameType = FDCAN_DATA_FRAME;

TxHeader.DataLength = FDCAN_DLC_BYTES_8;

TxHeader.ErrorStateIndicator = FDCAN_ESI_ACTIVE;

TxHeader.BitRateSwitch = FDCAN_BRS_OFF;

TxHeader.FDFormat = FDCAN_CLASSIC_CAN;

TxHeader.TxEventFifoControl= FDCAN_NO_TX_EVENTS;

TxHeader.MessageMarker = 0x52;

HAL_FDCAN_Start(&hfdcan1);

}




4. 在while循环中将VDC电压上传至上位机

/* USER CODE BEGIN WHILE */

while(1)

{

HAL_ADC_Start(&hadc1);

HAL_ADC_Start(&hadc2);

temp[3] = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);

temp[3] = temp[3] * 3.3f/4096*26;

temp[4] = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);

temp[4] = temp[4] * 3.3f/4096*26;

CANtemp[0] = temp[4];

memcpy(TxData,(uint8_t*)&CANtemp, sizeof(CANtemp));

HAL_FDCAN_AddMessageToTxFifoQ(&hfdcan1, &TxHeader, TxData);

HAL_Delay(10);

}

/* USER CODE END WHILE */




5. 在it.c文件中，在FDCAN中断里面，接收上位机发送的数据

/* USER CODE BEGIN EV */

extern FDCAN_HandleTypeDef hfdcanl;

extern FDCAN_RxHeaderTypeDef RxHeader;

extern uint8_t RxData[8];

/* USER CODE END EV */







void FDCAN1_IT0_IRQHandler(void)

{

  /* USER CODE BEGIN FDCAN1_IT0_IRQn 0 */




  /* USER CODE END FDCAN1_IT0_IRQn 0 */

  HAL_FDCAN_IRQHandler(&hfdcan1);

  /* USER CODE BEGIN FDCAN1_IT0_IRQn 1 */

  HAL_FDCAN_GetRxMessage(&hfdcan1, FDCAN_RX_FIFO0, &RxHeader, RxData);

  /* USER CODE END FDCAN1_IT0_IRQn 1 */

}








• 编译并下载代码

2.2 实验现象

• 接线图
  

• 打开PCAN上位机，选择500k波特率，点击OK
  

• 可以看到接受的数据帧ID与MCU中设置一样，上传的VDC电压实时刷新
  

• 点击下发数据，可以在Keil的Debug中查看接受的数据