MCU AC781x Motor Demo Board Guide Version 2.1(2019.06.18)
修订记录 2 修订版本日期作者描述 1.0 2018-11-23 Autochips Initial Version 1.1 2019-06-18 Autochips 添加 Demo 板接口描述部分
目录 Demo 板简介 3 软件说明 Demo 板支持电机类型
Demo 板简介 4 Demo 板功能图 Demo 板简介 Demo 板接口说明 电机与 Demo 板间接线说明
Demo 板功能图 短接, 则功率管使用 12V 供电 ; 断开, 则功率管单独供电 LIN CAN1 I2C1 JTAG 接口 低压驱动线路 12V 输入 功率管单独供电电源输入 (<50V) 5 低压驱动线路 12V 输入 功率驱动板 MCU 控制板 电机驱动信号,UVW 三相输出 USB 接口输出 log UART2 SPI1 编码器输入 霍尔输入 UART1 IDC 接口线 (34 pin) 功率管预驱电路 功率驱动管
Demo 板功能图 6 Demo 板由 MCU 控制板和功率驱动板两块板组成, 两 块板之间使用 34-PIN 的 IDC 排线相连 MCU 控制板主要包括 JTAG Debug 接口 CAN/LIN/UART/SPI 通讯接口 电机的 Hall 输入 / 编码器输入接口等 驱动功率板主要包括功率管供电输入 功率管预驱电路 功率 MOS 管以及电机的 UVW 三相输入等 功率管供电电源的输入范围为 12V~48V
Demo 板接口描述 7 MCU 控制板和功率板之间的 IDC 总线接口定义及连接关系, 如下表所示 控制板总线 控制板接口 功率板总线 功率板接口 连接信号备注 J2 引脚编号信号定义 J16 引脚编号 信号定义 1 ADC_IN4 34 XADC_IN4 ADC 通道 4, 采 A 相电流 2 ADC_IN5 33 XADC_IN5 ADC 通道 5, 采 B 相电流 3 ADC_IN3 32 XADC_IN3 ADC 通道 3, 采星节点反电动势 4 ADC_IN6 31 XADC_IN6 ADC 通道 6, 采 C 相电流 5 ADC_IN2 30 XADC_IN2 ADC 通道 2, 采 C 相反电动势 6 ADC_IN7 29 XADC_IN7 ADC 通道 7, 采母线电流 7 ADC_IN1 28 XADC_IN1 ADC 通道 1, 采 B 相反电动势 8 ADC_IN8 27 XADC_IN8 ADC 通道 8, 采母线电压
控制板总线 控制板接口 功率板总线 功率板接口 连接信号备注 J2 引脚编号信号定义 J16 引脚编号 信号定义 9 ADC_IN0 26 XADC_IN0 ADC 通道 0, 采 A 相反电动势 10 ADC_IN9 25 NC 预留, 未连接 11 DGND 24 DGND 数字地 12 DGND 23 DGND 数字地 13 VDD 22 M2_VDD 控制板 5V 供电 14 VDD 21 M2_VDD 控制板 5V 供电 15 DGND 20 DGND 数字地 16 DGND 19 DGND 数字地 17 PWM0_CH0 18 NC 预留, 未连接 18 PWM_FAULT1 17 XPWM_FAULT1 过流检测故障 19 PWM0_CH1 16 NC 预留, 未连接 20 SPI2_SCK 15 NC 预留, 未连接 21 SPI2_MISO 14 NC 预留, 未连接 8
控制板总线 控制板接口 功率板总线 功率板接口 连接信号备注 J2 引脚编号信号定义 J16 引脚编号 信号定义 22 SPI2_MOSI 13 NC 预留, 未连接 23 UART5_TX 12 NC 预留, 未连接 24 PWM2_CH4 11 PWM2_CH4 PWM2 通道 4 输出 25 UART5_RX 10 NC 预留, 未连接 26 PWM2_CH5 9 PWM2_CH5 PWM2 通道 5 输出 27 DGND 8 DGND 数字地 28 PWM2_CH0 7 PWM2_CH0 PWM2 通道 0 输出 29 DGND 6 DGND 数字地 30 PWM2_CH1 5 PWM2_CH1 PWM2 通道 1 输出 31 B+12V 4 M2_12V 12V 输入电压 32 PWM2_CH2 3 PWM2_CH2 PWM2 通道 2 输出 33 B+12V 2 M2_12V 12V 输入电压 34 PWM2_CH3 1 PWM2_CH3 PWM2 通道 3 输出 9
Demo 板接口描述 Demo 板支持的电机驱动工作模式选择通过 JP1,JP2,JP3 三个跳点来实现, 其详细定 义如下表所示 10 JP1(GPIO4 电平高低 ) JP2(GPIO38 电平高低 ) JP3(GOIP5 电平高低 ) 工作模式 0 1 0 带霍尔 BLDC 方波模式 0 1 1 无霍尔 BLDC 方波模式 1 0 0 带霍尔 FOC 弦波模式 1 0 1 无感 FOC 弦波模式
电机与 Demo 板间接线说明 11 接线说明 1. MCU 控制板和功率板的 12V 输入只需接一路 2. 如果电机的额定电压为 12V, 则将功率板上的红框所示部件短接即可, 不需要再额外单独供电 3. 如果电机的额定电压大于 12V, 则功率管需要单独供电 需要将功率板上的红框所示部件断开, 电源从绿色框端输入
电机与 Demo 板间接线说明 电机与 Demo 板之间的接线如下图所示 ( 以 57BL55S06 电机为例 ) 12 接线说明 1. 电机端出线分两部分 2. 一部分为电机功率驱动线 3 根, 颜色黄, 红, 黑依次接 Demo 板 J17 接口上面的 U,V,W 信号 3. 如果另一部分为霍尔工作接口共 5 根线, 颜色红, 黑, 黄, 白, 蓝依次接 Demo 板 J5 接口上第 5,4,3,2,1 号引脚, 且 J5 第 1 号引脚为离 C20 电容最远的引脚
软件说明 13 MCU 环境安装 软件说明 软件路径 模块初始化
MCU 环境安装 MCU 环境安装以及设置, 请参考 ATC_AC781x_DevelopBoard_RM_CH.pdf 开发环境准备 部分, 参考文件路径为 : http://fex.autochips.com:90/download 14 当前 Motor Demo 使用的 Keil 软件开发环境包括 AutoChips.AC781x_DFP.1.0.6.pack 安装包, 安装包下载地址为 :http://www.autochips.com/cn/list_176.aspx?itemid=311
软件路径 15 ATC MCU 电机控制算法的软件为 Motor_App.rar, 解压这个压缩包之后即可看到电机控制算法的软件结构, 主要包括以下几个部分 : Bldc_App PWDT 初始化及中断, 获取 Hall 状态 BLDC 方波六步换相算法实现电机转子转速的计算及速度环 pid 运算 Foc_App 各模块初始化及中断初始化, 按键识别, 状态机跳转, 速度环调用 Timer,PWDT,PWM 中断服务函数控制参数初始化及适配宏参数传递
软件路径 16 Foc_Lib 包括以下功能的实现 : SVPWM 的实现 Clark/Park 变换的实现 Hall 传感器转子位置估算及 Hall 安装辨识 MTPA 的实现前馈补偿的实现无位置传感算法的实现 相关源文件封装在其中
软件路径 17 Foc_Cfg 驱动算法配置 硬件参数配置 电机参数配置 用户可选择对各参数进行适配修改
模块初始化 18 电机控制算法需要用到 PWM PWDT ADC GPIO 等模块, 需要分别对这些模块进行初始化设置, 具体请参考 ATC_AC781x _MotorApp_Development_Guide_CH
19 Demo 板支持 的电机类型
Demo 板支持的电机类型 20 ATC 电机 Demo 板支持以下类型 BLDC 和 PMSM 的开发和调试 电机类型 控制方式 电压范围 带霍尔的 BLDC 控制 6 步方波控制 12~48V 无霍尔的 BLDC 控制 6 步方波控制 ( 使用反电动势 ) 12~48V 带霍尔的 PMSM 控制 FOC 12~48V 无霍尔的 PMSM 控制 FOC + SMO( 滑模观测器 ) 12~48V
21 缩略语
缩略语 22 BLDC Brushless Direct Current Motor 直流无刷电机 PMSM Permanent Magnet Synchronous Motor 永磁同步电机 FOC Field Oriented Control 磁场定向控制 PWDT Pulse Width Detect Timer 脉冲宽度检测定时器 MTPA Maximum Torque Per Ampere 最大转矩电流比控制