stm32实战项目：无刷驱动

目录

系统时钟配置

PWM模块初始化

ADC模块配置

霍尔接口配置

速度环定时器

换相逻辑实现

主控制循环

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系统时钟配置

• 启用72MHz主频：RCC_Configuration()设置PLL
• 外设时钟使能：TIM1/ADC/GPIO时钟

#include "stm32f10x.h"void RCC_Configuration(void)
{// 时钟复位配置RCC_DeInit();// 1. 开启HSE并等待就绪RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET);// 2. 配置PLL：HSE作为源，9倍频RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);// 3. 设置FLASH预取指和等待周期（必须）FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);// 4. 时钟分频配置RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);    // AHB=72MHzRCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);    // APB1=36MHzRCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);    // APB2=72MHz// 5. 启动PLL并切换时钟源RCC_PLLCmd(ENABLE);while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);// 6. 外设时钟使能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1 |    // TIM1时钟RCC_APB2Periph_ADC1 |    // ADC1时钟RCC_APB2Periph_GPIOA |   // GPIOA时钟（示例）RCC_APB2Periph_GPIOC,    // GPIOC时钟（示例）ENABLE);
}// 主函数初始化调用示例
int main(void)
{RCC_Configuration();// 其他初始化代码...while(1);
}

PWM模块初始化

• 定时器1通道1-3配置：
  TIM_OCInitTypeDef.Pulse = 50%占空比
  TIM_BDTRInitStruct配置死区时间(50-100ns)
• 互补输出使能：
  TIM_CCxNCmd(TIM1, ENABLE)

#include "stm32f10x.h"void PWM_Configuration(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct;TIM_OCInitTypeDef TIM_OCStruct;TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRStruct;// 1. GPIO配置（以PA8/PA7为例）RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_7; // CH1/CH1NGPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);// 2. 定时器基础配置（72MHz时钟）RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = 1000-1;      // ARR决定PWM频率TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 0;        // 无分频TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = 0;TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStruct);// 3. PWM通道配置（50%占空比）TIM_OCStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;TIM_OCStruct.TIM_Pulse = 500; // 50% of ARR(1000)TIM_OCStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCStruct); // 通道1TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCStruct); // 通道2TIM_OC3Init(TIM1, &TIM_OCStruct); // 通道3// 4. 死区时间配置（约55.5ns）TIM_BDTRStruct.TIM_DeadTime = 0x04; // DTG=4: 4*Tdts (Tdts=13.89ns@72MHz)TIM_BDTRStruct.TIM_Break = TIM_Break_Disable;TIM_BDTRStruct.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_OFF;TIM_BDTRStruct.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Disable;TIM_BDTRStruct.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Disable;TIM_BDTRStruct.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable;TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRStruct);// 5. 互补输出使能TIM_CCxNCmd(TIM1, TIM_Channel_1, ENABLE); // CH1NTIM_CCxNCmd(TIM1, TIM_Channel_2, ENABLE); // CH2NTIM_CCxNCmd(TIM1, TIM_Channel_3, ENABLE); // CH3N// 6. 启动定时器TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE); // MOE置位
}

ADC模块配置

• 规则组通道选择：
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_x, 1...)
• DMA循环模式设置：
  DMA_InitStruct.Mode = DMA_Mode_Circular

// 示例：配置ADC1规则组的3个通道（顺序：通道5→通道1→通道11）
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5,  1); // 第1个转换
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1,  2); // 第2个转换
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_11, 3); // 第3个转换ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 3; // 规则组总通道数
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;
DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环模式
DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = 3;           // 缓冲区大小（与规则组通道数匹配）
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址固定
DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;         // 内存地址递增
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; // 16位数据
DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStruct);// 设置外设地址（ADC数据寄存器）
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
// 设置内存地址（自定义缓冲区）
extern uint16_t adc_buffer[3];
DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)adc_buffer;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1);
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // 启动转换DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); // 绑定ADC到DMA

霍尔接口配置

• GPIO输入模式：
  GPIO_Init(GPIOx, GPIO_Pin_x, GPIO_Mode_IPU)
• EXTI中断触发：
  EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling

霍尔传感器 → GPIO上拉输入 → EXTI双沿中断 → NVIC优先级配置 → 中断服务函数 → 换向逻辑

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 使能GPIO时钟
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2; // 霍尔传感器连接的PA0/PA1/PA2
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  // 上拉输入
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 输入模式下速度可忽略，但需设置
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;// 将GPIO引脚映射到EXTI中断线（以PA0为例）
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0; // 对应PA0
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 中断模式
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling; // 双沿触发
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);// 配置NVIC中断优先级
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x01;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

void EXTI0_IRQHandler(void) {if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) {uint8_t hall_state = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 读取霍尔信号// 执行换向逻辑（例如BLDC电机驱动）EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除中断标志}
}

速度环定时器

• 定时器2基础配置：
  TIM_TimeBaseInit(TIM2, 1kHz)
• 中断服务程序：
  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE)

// 系统时钟假设为72MHz（STM32F1系列）
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStruct;
TIM_InitStruct.TIM_Prescaler = 7200 - 1;    // 分频系数7200 → 72MHz/7200=10kHz
TIM_InitStruct.TIM_Period = 10 - 1;         // 自动重载值 → 10kHz/10=1kHz
TIM_InitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStruct);// 使能TIM2更新中断
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); // 允许定时器溢出中断[citation:9][citation:10]// 配置NVIC中断优先级
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

void TIM2_IRQHandler(void) {if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) {// 执行速度环PID计算或数据采集SpeedControl_Algorithm(); // 用户自定义速度环处理函数TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 清除中断标志[citation:9][citation:10]}
}

换相逻辑实现

• Hall状态机：
  switch(Hall_Value & 0x07){
  case 0b101: PWM_SetPhaseA_High();...
  }

const PhaseAction phase_table[6] = {{0b101, PWM_A, OFF_C},  // 状态0{0b100, PWM_B, OFF_A},  // 状态1// ...其他状态
};

switch(Hall_Value & 0x07) {case 0b101:  // 对应霍尔状态HA=1, HB=0, HC=1PWM_SetPhaseA_High();  // 上桥臂A相PWM调制，下桥臂B相常通PWM_SetPhaseB_Low();PWM_SetPhaseC_Off();   // C相关闭（互补逻辑）break;case 0b100:  // 其他状态类似调整// ...
}

主控制循环

• while(1){
  ADC_Convert();
  Speed_PID_Calc();
  Current_Limit_Check();
  }

void Current_Limit_Check() {if (ADC_Current > MAX_CURRENT) {PWM_Disable();  // 立即关闭功率输出Fault_LED_On(); // 故障指示System_Reset(); // 可选：进入安全状态或重启}
}