電機(jī)的使用貫通各行各業(yè)，而如何將電機(jī)發(fā)揮到極致一直是一個(gè)研究重點(diǎn)。文本通過(guò)講解基于高性能微控制器ZLG116的AMetal-BLDC磁通方波算法，讓無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)變得易學(xué)易用。

1ZLG116高性能ARM微控制器

ZLG116是立功科技自主研發(fā)的一款基于A(yíng)RM Cortex-M0內(nèi)核的高性能32位微控制器，最高工作頻率可達(dá)48MHz，內(nèi)置高速存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)大的PWM和精準(zhǔn)靈活的ADC等單元，非常適合電機(jī)驅(qū)動(dòng)等高實(shí)時(shí)性的應(yīng)用場(chǎng)合，和AMetal-BLDC無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件配套相得益彰。

圖1 ZLG116功能框圖

2AMetal-BLDC無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件

AMetal 共分為3層，硬件層（HW）、驅(qū)動(dòng)層（Drive）和標(biāo)準(zhǔn)接口層（API），整體框架如圖1所示。

硬件層提供直接操作MCU寄存器的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，效率最高；

驅(qū)動(dòng)層在硬件層上進(jìn)一步簡(jiǎn)化了對(duì)外設(shè)的操作；

標(biāo)準(zhǔn)接口層對(duì)常見(jiàn)外設(shè)進(jìn)行了抽象，提取出了一套標(biāo)準(zhǔn) API 接口，可以保證在不同的硬件上使用。

在標(biāo)準(zhǔn)接口層定義了AMetal-BLDC，只需調(diào)用相應(yīng)的API函數(shù)，就可讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，易學(xué)易用。

圖2 AMetal-BLDC框架

AMetal-BLDC無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案特點(diǎn)如下：

易學(xué)易用：基于A(yíng)Metal架構(gòu)，高性能無(wú)刷電機(jī)方波算法；

零速啟動(dòng)：連續(xù)3000次以上可靠地從靜止到最高速瞬間啟動(dòng)；

旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)：支持順風(fēng)和逆風(fēng)旋轉(zhuǎn)中啟動(dòng)；

適應(yīng)性好：支持工業(yè)風(fēng)機(jī)、無(wú)人機(jī)、綠色家電、汽車(chē)水泵等等。

3使用流程

AMetal-BLDC使用極為簡(jiǎn)單，分三步即可讓電機(jī)運(yùn)行起來(lái)。

第一步 上位機(jī)參數(shù)配置

打開(kāi)上位機(jī)軟件，加載性能相近的電機(jī)向?qū)募?。典型配置如圖2根據(jù)電機(jī)的特性配置電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速V_MAX，在答案中填寫(xiě)11220。如圖3所示根據(jù)電機(jī)的產(chǎn)品參數(shù)表配置電機(jī)的額定電壓U_RATE，在答案中填寫(xiě)12000。

圖3 額定轉(zhuǎn)速配置

圖4 額定電壓配置

配置完參數(shù)后，點(diǎn)擊“文件->導(dǎo)出C頭文件（*.H）”，上位機(jī)自動(dòng)生成配置頭文件，替換KEIL工程下“AMetal-BLDC-ZLG116projects_keil5applicationsBLDC_FXCuser_code”的原配置頭文件。

第二步 按需修改代碼

打開(kāi)默認(rèn)Keil工程，main函數(shù)已調(diào)用了AMetal-BLDC相關(guān)的API函數(shù)，直接編譯使用即可，用戶(hù)也可按需修改。

用戶(hù)層函數(shù)調(diào)用：

main函數(shù)首先初始化LED狀態(tài)指示、油門(mén)信號(hào)。其中油門(mén)信號(hào)是電機(jī)行業(yè)常用的1ms~2ms脈沖信號(hào)，和轉(zhuǎn)速成正比。

電機(jī)庫(kù)函數(shù)調(diào)用：

之后初始化電機(jī)庫(kù)相關(guān)的硬件，接著獲取第二步配置好的配置參數(shù)，然后將參數(shù)加載到0號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)（ZLG116僅支持單個(gè)電機(jī)，其他MCU可同時(shí)支持多個(gè)電機(jī)）。

死循環(huán)：

最后進(jìn)入for循環(huán)實(shí)時(shí)控制電機(jī)。在for循環(huán)中，根據(jù)獲取的油門(mén)信號(hào)，設(shè)定0號(hào)電機(jī)的速度； am_esc_fxc_run自動(dòng)管理電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；讀取電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，如果出錯(cuò)可以L(fǎng)ED顯示。

第三步 下載使用

用J-Link（或其他調(diào)速器）下載程序到ZLG116，按下圖的流程控制電機(jī)運(yùn)行。

圖5 上電使用流程

圖6 產(chǎn)品圖