STM32实现无刷电机的simpleFOC控制详解

一、FOC基础知识学习

使用simpleFOC控制无刷电机前，需要大概了解一下相关知识，包括力矩控制、速度控制、位置控制的原理和它们之间的联系。

推荐学习资料：

教你写一个比SimpleFOC更好的电机库_哔哩哔哩_bilibili

《灯哥手把手教你写FOC算法》课程讲义及库的官方文档网站：http://dengfoc.com

SimpleFOC、ODrive和VESC 教程链接汇总_odrive和simplefoc哪个好-CSDN博客

SimpleFOC学习笔记汇总（2025.02.09更新）_simple foc-CSDN博客

二、环境安装

1、开发工具

由于simpleFOC实现基于arduino，单片机的开发环境需要支持arduino。可选择两种方式：

（1）arduinoIDE

安装方法可参考如下链接：

Arduino开发环境配置 – Dapenson – 博客园

https://zhuanlan.zhihu.com/p/591784392

（2）VScode+platformIO

这种方式可以基于我们常用的VScode来开发单片机程序，查看库代码很方便。

安装方法可参考如下链接：

SimpleFOC—VSCode下载及PlatformIO安装SimpleFOC库-CSDN博客

【公开课】VSCode+PlatformIO开发环境的搭建_哔哩哔哩_bilibili

2、调试工具

可使用VOFA调试查看电压、电流等波形

【VOFA+速成】半小时入门VOFA+简明教程（快速上手一款强力的串口助手）-CSDN博客

三、硬件搭建

硬件环境可根据自己的项目需求选择单片机主控板和电机。以下是我选用测试的硬件。

主控板：STM32F103C8T6/ESP32

电机：2804无刷电机，扭矩仅有0.02Nm，扭矩太小了，只能学习用。

编码器：AS5600，用于测量电机旋转角度和方向。

驱动板：电机驱动芯片选用DRV8313，电流传感器选用INA240，这种电流传感器采用在线电流检测（不要用INA199之类的，这种是低侧电流采样，精度差，控制也很麻烦，需要PWM和采样ADC同步，但是有些商家为了降低成本没有告知，注意避坑）

电源：12V/2A直流电源

四、软件测试

可以用simpleFOC的库中的例程进行测试。测试时，根据选用的主控板改代码中的引脚。

可参考：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/390682580

Document

DengFOC官方文档

注意事项：

（1）TM32测试串口通信的时候，arduino中需要将Serial改为Serial1（如果用的是第一路串口，其他的类推），否则跑不通。

（2）输出PWM的引脚需要选择带定时器的引脚，否则无法输出PWM波

支持PWM的引脚，参考：STM32学习记录–关于PWM引脚配置_stm32pwm输出引脚-CSDN博客

（3）代码不变的情况下，可能时常出现align sensor时电机卡主的问题，电机发热严重，要及时关闭电源。暂时没有找到原因。临时解决办法是，在能正常工作的时候，把电角度0位和方向记下来，跳过零位校准。参考：使用SimpleFOC驱动电机时，如何避免初始化转圈-CSDN博客

5、相关功能或项目

【simpleFOC】一个电机如何模拟不同旋钮的手感反馈？