三相无刷电机驱动-STC8H/STC32G系列-无HALL-PID控制-OLED显示-串口绘图 启动改进版本

垂柳***

本意是想用STC8H8k64u复刻梁工无刷电机大作，带着小伙伴们一起玩转无感无刷直流电动机，认真研究了梁大师的源代码三天，调整了相关pwm和ADC引脚设置代码，打样了PCB，用大疆精灵四电机实验，电机驱动不起来。由于才疏学浅，基础太薄弱，监测设备只有一台示波器和万用表，也不知道如何测试，关键是读不懂源代码中CMP_ISR比较器中断函数、PWMA_ISR方波中断函数、PID函数的意思，比如为何要连续8个采样为0/1则比较器输出0/1；预定位角度为何当RollCheckIndex =0时，angle要等于4096-680，RollCheckIndex =1时，angle要等于4096-340；RollCheckIndex =2时，angle却为0；RollCheckIndex转动检测索引为何只有4个，恳请大佬详细讲解程序工作流程电机启动步骤。图片是检测电机中间点与其中一相电压波形，视频是电机断断续续艰难转动情况，附件PDF是原理图，请大佬指点一下。不甚感谢！

梁***

垂柳*** 发表于 2026-3-20 17:43
本意是想用STC8H8k64u复刻梁工无刷电机大作，带着小伙伴们一起玩转无感无刷直流电动机，认真研究了梁大师的 ...

1、连续8个采样为0/1则比较器输出0/1：抗干扰，避免偶发干扰或PWM的影响，可靠检测到比较器状态。
2、预定位：用于转子初始电位
     RollCheckIndex =0时，-60°定位，让转子定位于-60°，4096对应360°，则angle=-60°对应的查表位置 = 4096(1-60/360) = 4096-682，我取整为680了。
     RollCheckIndex =1时，-30°定位，让转子定位于-30°，4096对应360°，则angle=-30°对应的查表位置 = 4096(1-30/360) = 4096-341，我取整为340了。
     RollCheckIndex =2时，0°定位，让转子定位于0°，则angle=-0°对应的查表位置 = 0 。

请提供你的电机的而定最高转速参数。

垂柳***

感谢梁大师抽空解答，我咨询大疆客服，获悉该电机是2312型号 12V 10000转。我移植的驱动代码只针对STC8H8K64U芯片修改了PWM和ADC引脚，其他的没动，特别是没看动的函数，压根无从下手。请指导一下后续如何修改，谢谢

垂柳***

梁工：我弄的反电动势电路滤波电容用103，电阻是1k欧（1.5k用完了），除了主控芯片和这三个电阻外，其他的都原样抄您的作业。请指导一下变更了电阻，发生了什么变化，需要关注哪些，哪些关键点是后续调试需要查看和检测重点，请赐教一下调试流程，方便这学期24位小伙伴们动手学用STC芯片，谢谢。

垂柳***

梁大师：请赐教一下.
  for(i=0; i<128; i++)        //标定电流0值
        {
                adc6_I  = ((adc6_I  *7)>>3) + Get_ADC10bitResult(6);        //低通滤波结果为13位,   6: ADC8(电流), 7：ADC9(电压)，11：ADC11(电位器)
        }
        ADC6_I_zero = adc6_I;        //求ADC平均值作为电流0点，                低通滤波结果为13位,


((adc6_I  *7)>>3) + Get_ADC10bitResult(6)    —>  adc6_I × 7 ÷8 + Get_ADC10bitResult(6)

重复128次，貌似adc6_I最终值趋势等于8倍的Get_ADC10bitResult(6)；ADC6_I_zero作为平均值怎么理解，低通滤波结果为13位又怎么理解？

梁***

垂柳*** 发表于 2026-3-23 22:29
梁大师：请赐教一下.
  for(i=0; i>3) + Get_ADC10bitResult(6);        //低通滤波结果为13位,   6: ADC8(电流), ...

1、重复128次读电流值并做低通滤波计算，得到0点电流时的ADC值。一般不少于32次就可以了。
2、这是最简单的数字一阶低通滤波算法：Y(n) = Y(n-1)*(1-a) + X(n)*a，a<1，对应的是硬件一阶（一节）RC低通滤波，a值越小，对应的RC值越大，滤波效率越好，但响应越慢，要选择合适的a值。我的算法是为了避开小数计算而又不会出现截断误差，而使用整数计算，我这种算法基本没看到有人这样用的。我的算法实际是将输入扩大1/a倍，Y(n) = Y(n-1)*(1-1/a) + X(n)*a*1/a，即Y(n) = Y(n-1)*(1-1/a) + X(n)，结果扩大了1/a倍，避免了浮点运算，但不会出现截断误差。本例中，Y(n) = Y(n-1)*7/8 + X(n)，结果扩大8倍。本例ADC值为10位，扩大8倍就是增加了3位，则变为13位的结果。

梁***

垂柳*** 发表于 2026-3-23 11:18
梁工：我弄的反电动势电路滤波电容用103，电阻是1k欧（1.5k用完了），除了主控芯片和这三个电阻外，其他的 ...

你的驱动电压是多少V？分压电阻选择原则是（MCU-VCC=5V）：驱动电压 *分压=3.5左右。

按理应该很容易驱动起来，请仔细检查反电动势过0检测的顺序，我只想到是这个问题了。

垂柳***

学习梁大师无感无刷直流电机驱动源代码心得

一、简要了解STC公司芯片的高级PWM中断产生机制

STC公司芯片的PWM定时器本质上是一个16位计数器，它可以工作在向上计数、向下计数或中央对齐模式。PWM中断就像这个计数器在特定位置设立的“路标”。下面的流程图展示了在一个PWM周期内，中断是如何产生的。

关键点解析：

更新中断：当计数器计到自动重载值（ARR） 并归零时产生。这通常标志着一个完整PWM周期的结束。

比较中断：当计数器计到比较值（CCR） 时产生。在BLDC控制中，这个中断常用来在特定占空比时刻“做点事情”，比如触发ADC采样。

标志位必须软件清零：进入中断后，如果不手动清除中断标志位，程序会以为又有新中断进来，导致反复进出中断，这是初学者最容易犯错的地方。

二、结合STC公司梁大师的官方无感BLDC程序深度解析PWM中断的核心逻辑

1. 初始化阶段：中断源的配置

在无感BLDC程序中，PWM中断通常不是为了“改变占空比”，而是为了“定时”和“换相”。这个阶段要理解两个中断逻辑：

更新中断：电机每转一圈，需要换相6次。但PWM周期通常远快于换相周期，官方梁大师程序利用PWM的更新中断来做一个精准的“时间片”，查询读取比较器结果，装载计算30度电角度等。

比较中断：在无感控制中，比较器检测到反电动势过零后，需要延时30度电角度才能换相。这个30度延时就是利用PWM的比较中断实现的：设定一个比较值，计数器到达时触发中断，执行换相。

2. 运行阶段：中断服务函数的核心逻辑

中断服务函数我个人认为是最为复杂、也最容易“绕晕”的地方，反正我是被糊涂了好久。梁大师的无感BLDC的中断分为两大阵营：PWM周期中断和比较器中断（两者是配合使用），主要完成过零检测、计算延时、曲线强拖和跟踪电位器油门等任务，具体执行流程如下图。

过零检测：电机转子旋转时，未通电的那一相会产生反电动势。当这个电压过零时，芯片内部的比较器会产生一个中断。

计算延时：在比较器中断中，程序会计算从“过零”到“下一次换相”的时间。这个时间通常是当前换相间隔的一半（即30度电角度）。

曲线强拖：预设占空比，程序自主换相改变，拉着磁场往前走一步。

PWM周期中断：与此同时，PWM本身的更新中断一直在运行，它负责根据油门（比如ADC采样值）更新占空比，从而控制电机转速。

总之对于基础薄弱的，初看源代码是一头雾水，主要是梁大师把PWM定时器、普通定时器和比较器联合使用，组成了一个“状态机”。PWM中断：负责“时间基准”和“占空比更新”。比较器中断：负责“位置反馈”（过零检测）。定时器中断：负责“逻辑执行”（换相、消磁延时）

以上就是这一周研学梁大师源代码的心得，不知道是否是正确，如有错误，请大师或者论坛管理员直接更正，旨在协助初学者顺利地学习领悟梁大师大作，助力国产芯片普及应用。

另外，希望梁大师赐教一下源代码中消磁和pid控制这部分知识（我还没学明白），下一步计划对照梁大师代码，逐行解析源代码，从main主函数开始，以源代码行号为指引尝试解析程序运行流程，抛砖引玉。

垂柳***

我是用12伏服务器电源供电，万用表测量电压是12.2伏

垂柳***

学习梁大师无感无刷直流电机驱动源代码心得（二）

三、分析程序运行流程和机制

梁大师无刷无感直流电动机驱动有几个版本，本稿是依据本论题首页“三相无刷电机驱动-STC8H-无HALL-Ver3-PID控制-OLED显示-串口绘图”进行梳理，助力初学者鉴赏梁大师作品。下面开始抛砖引玉，错误之处请大佬们批评指正。

1、补全部分代码注解

第100行至105行代码定义PWM输出对应的引脚（IO口）

第120行与122行重复了，定义电机状态枚举型数据

第144行代码定义了存储计数毫秒变量当值等于4时，4ms定时标志B_4ms=1

第145行代码定义了存储计数毫秒变量，当值等于500时，500毫秒标志B_500ms=1

第149行代码ADC6_I_zero存储电流平均值，貌似只在显示图像时使用，没参与控制电机。

第153行代码定时器3益处标志，B_Timer3_OverFlow

第175至184行代码跟串口有关，不涉及电机控制

第189至197行delay_ms是延时毫秒函数。

第209至219行delay_N_10us是延时10微秒函数

第222至225行Delay_500ns是延时500纳秒函数

第234行代码CMPCR1 = 0;比较器控制寄存器清零复位

第295行ADC转换完成后，完成标志硬件自动置1即ADC_FLAG=1；~ADC_FLAG=0；ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG，ADC_CONTR=0x00；即ADC控制寄存器清零复位。

第295行返回16位数ADC转换值，ADC_RES存高字节，ADC_RESL存低字节，ADC_RES * 256即左移8位变16位数。

第326、334、341、349、356、364行代码：PWMA_ENO= 0x00;表示PWM输出使能寄存器清零复位。

第337至440行代码是PWM初始化设置，三个pwm通道没设置比较值设置为0（PWMA_CCRn   = 0;n=1,2,3），PWMA_IER全部注释掉，即未开通PWMA使能中断功能，更新中断，捕获比较中断。

第491行代码设置定时器0不分频工作

第830行代码设置芯片引脚P2.3为准双向口

第831行代码设置芯片引脚P3.0-P3.5，P3.7为准双向口

第835至837行代码初始化PWM\ADC\CMP比较器

第853行代码初始化PID函数

2、程序运行流程（第一阶段开环强拖）

程序运行入口函数是void main(void)，程序从第826行开始逐行运行。先初始化PWM、ADC、CMP比较器、PID函数，接着执行第855至861行初始化LCD屏和串口，接着执行863至867行代码计算电流，这里循环128次，梁大师解释说是他独特算法，既规避了小数计算而又不会出现截断误差。((adc6_I  *7)>>3) + Get_ADC10bitResult(6)=adc6_I  ×7÷8+Get_ADC10bitResult(6)；最后值趋近第六通道ADC的八倍；ADC6_I_zero定义是16位数，ADC转换出来的数是10位，乘以8后，相当于右边移3位，从10位变13位精度数。

接着程序顺序执行到第873行，进入死循环。第875至907行执行有关串口（串口和绘图跟驱动电机无多大关系，后面均略过不解析）；由于前面第844行代码run_mode = MOTOR_IDLE，程序从第909行跳到执行第948至952行代码，然后返回三次从第875行执行，当第四次执行第898行代码，cnt_4ms = 4，将cnt_4ms置0复位，4ms时隙标志置1即B_4ms  = 1；由于run_mode = MOTOR_IDLE，程序依然跳转执行第948至952行代码，然后转到执行第957至1005行大括号内代码：进入大括号后先复位4ms时隙标志B_4ms = 0;接着累加一次cnt_500ms，未到125，跳转执行第966行，将adc6_I、adc7_U、adc11_VR进行分别将ADC第6、7、11通道转换出来的ADC值乘以8分之七雷加，多次循环后将趋势为8倍；然后程序执行973至976行代码，通过adc11_VR值设置电机位置SetPosition；执行978、979两行代码累加PhaseTime4sum、PWM_Value两个数，但此时两数均为0；第980行代码累加换相时间PhaseSumCnt；此时TimeOut初始值等于0，程序跳转执行第991行代码，由于前面976行代码设置了SetPosition，程序执行993至998行代码，这里把run_mode = ROLL_CHECK;电机进入转动检测模式，PWMA_IER = 0x01开启了PWM更新中断，即这时候PWM中断以42.6微秒一次频率自动调用。到这里，man主函数里大循环依然继续，每1毫秒进入执行898行代码累加设置4毫秒标志，当4毫秒标志B_4ms = 1时，程序进入执行960行代码，累加设置500ms时隙标志，执行973至980行代码；当500毫秒标志为1时B_500ms   = 1，执行1009至1112行代码绘图。与此同时PWM中断服务函数定期自动调用执行，即系统会自动跳转第583行执行PWM中断服务代码（第584至756行之间代码）。梁大师解释说第587至590行代码是连续检测8次，屏蔽干扰抗干扰，或PWM的影响，可靠检测到比较器状态。

当程序第一次进入PWM中断服务函数时，run_mode在main函数大循环里设置为ROLL_CHECK，程序执行593行判断条件成立执行594至676行之间代码：这时两种情况，一种情况是比较器顺利检测到过零信号，电机不需要强拖启动，另一种是系统检测不到过零信号需要强拖启动。这里先按照需要强拖启动逻辑分析：这时系统通过不断自动调用PWM中断服务函数，执行累加StartTime，当StartTime超过ROLL_MaxTime 最大值为2849ms时，程序设置RollCheckIndex = 0；run_mode = PRE_POSITION;检测电机为预设位置，开始进入曲线强拖阶段（这个阶段第603到667行之间代码会被执行，但都假设没启动成功）。当程序再次进入PWM中断服务函数时，从第585行执行到593行，再跳转678行，此时程序执行682至688行代码，设置电机预设启动角angle，设置预定位占空比，全部打开PWM输出，装载PWM曲线强拉占空比，LoadPwm()（跳转执行566至574行之间代码），并将检测索引RollCheckIndex = 1，接着跳转执行722行代码AdcConvert()，即跳转执行558至564行之间代码；接着程序跳到755行复位中断标志PWMA_SR1 = 0，跳出PWM中断服务函数。这个时候，系统依然是main主循环和PWM中断服务函数在被执行。后续系统循环调用PWM中断服务函数时，程序从第585行执行到593行，再跳转678行，再跳转690行，累加变量SartCnt，再跳转到722行，跳转到755行后跳出PWM中断服务函数，直到变量SartCnt等于PRE_STATE_TIME1×23（预定位1时间），程序执行694-677行代码，调整检测索引RollCheckIndex = 2；接着系统再次调用PWM中断服务函数时，程序从第585行执行到593行，再跳转678行，再跳转690行，再跳转700行，累加变量SartCnt，等候预定位2时间，然后依然按相同套路，调用PWM中断服务函数，执行711-721之间代码，调整检测索引RollCheckIndex = 3；接着按类似步骤累加变量SartCnt，等预定位3时间，改变电机状态为启动，run_mode  = STARTING;紧接着程序再次进入PWM中断服务函数，程序从从第585行执行到593行，跳转到678行，再跳转到726行，每4次累加一次SartCnt计数，强拖电机直至SartCnt > StartTime,结束强拖,设置run_mode = ROLL_CHECK;RollCheckIndex = 0；让程序下一次调用PWM中断服务函数时进入转动检测模式，检测电机过零信号。具体流程是进入PWM中断函数，程序从584行执行到593行，再多次轮番执行594-676行之间代码，期间程序设置比较器CMP+选择检测电机悬空相，相应改变检测索引RollCheckIndex，接着程序跳到755行复位中断标志PWMA_SR1 = 0; 跳出PWM中断服务函数。这个期间，系统在main大循环正常执行外，还定时调用PWM中断服务函数和比较器中断服务函数，直到run_mode = MOTOR_RUN为止，程序进入闭环pid驱动电机。