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/*------------------------------------------------------------------*/
/* --- STC MCU International Limited -------------------------------*/
/* --- STC 1T Series MCU Demo --------------------------------------*/
/* --- Fax: 86-0513-55012956,55012947,55012969 ---------------------*/
/* --- Tel: 86-0513-55012928,55012929,55012966 ---------------------*/
/* --- Web: www.stcai.com ------------------------------------------*/
/* --- BBS: www.stcaimcu.com ---------------------------------------*/
/* If you want to use the program or the program referenced in the */
/* article, please specify in which data and procedures from STC */
/* 如果要在程序中使用此代码,请在程序中注明使用了宏晶科技的资料及程序*/
/*------------------------------------------------------------------*/
/************* 功能说明 **************
本程序试验使用STC8H1K28-LQFP32来驱动无传感器无刷三相直流电机.
P0.3接的电位器控制转速, 逆时针旋转电位器电压降低电机减速, 顺时针旋转电位器电压升高电机加速.
关于无感三相无刷直流电机的原理, 用户自行学习了解, 本例不予说明.
******************************************/
#define MAIN_Fosc 24000000L // 定义主时钟
#include "STC8Hxxx.h"
#define ADC_START (1 << 6) /* 自动清0 */
#define ADC_FLAG (1 << 5) /* 软件清0 */
#define ADC_SPEED 1 /* 0~15, ADC时钟 = SYSclk/2/(n+1) */
#define RES_FMT (1 << 5) /* ADC结果格式 0: 左对齐, ADC_RES: D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2, ADC_RESL: D1 D0 0 0 0 0 0 0 */
/* 1: 右对齐, ADC_RES: 0 0 0 0 0 0 D9 D8, ADC_RESL: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 */
#define CSSETUP (0 << 7) /* 0~1, ADC通道选择时间 0: 1个ADC时钟, 1: 2个ADC时钟, 默认0(默认1个ADC时钟) */
#define CSHOLD (1 << 5) /* 0~3, ADC通道选择保持时间 (n+1)个ADC时钟, 默认1(默认2个ADC时钟) */
#define SMPDUTY 20 /* 10~31, ADC模拟信号采样时间 (n+1)个ADC时钟, 默认10(默认11个ADC时钟) */
/* ADC转换时间: 10位ADC固定为10个ADC时钟, 12位ADC固定为12个ADC时钟. */
sbit PWM1 = P1 ^ 0;
sbit PWM1_L = P1 ^ 1;
sbit PWM2 = P1 ^ 2;
sbit PWM2_L = P1 ^ 3;
sbit PWM3 = P1 ^ 4;
sbit PWM3_L = P1 ^ 5;
u8 step; // 切换步骤
u8 PWM_Value; // 决定PWM占空比的值
bit B_RUN; // 运行标志
u8 PWW_Set; // 目标PWM设置
u16 adc11;
bit B_4ms; // 4ms定时标志
u8 TimeOut; // 堵转超时
bit B_start; // 启动模式
bit B_Timer3_OverFlow;
u8 TimeIndex; // 换相时间保存索引
u16 PhaseTimeTmp[8]; // 8个换相时间, 其 sum/16 就是30度电角度
u16 PhaseTime; // 换相时间计数
u8 XiaoCiCnt; // 1:需要消磁, 2:正在消磁, 0已经消磁
/*************************/
void Delay_n_ms(u8 dly) // N ms延时函数
{
u16 j;
do
{
j = MAIN_Fosc / 10000;
while (--j)
;
} while (--dly);
}
void delay_us(u8 us) // N us延时函数
{
do
{
NOP(20); //@24MHz
} while (--us);
}
//========================================================================
// 函数: u16 Get_ADC10bitResult(u8 channel)) //channel = 0~15
//========================================================================
u16 Get_ADC10bitResult(u8 channel) // channel = 0~15
{
u8 i;
ADC_RES = 0;
ADC_RESL = 0;
ADC_CONTR = 0x80 | ADC_START | channel;
NOP(5); //
// while((ADC_CONTR & ADC_FLAG) == 0) ; //等待ADC结束
i = 255;
while (i != 0)
{
i--;
if ((ADC_CONTR & ADC_FLAG) != 0)
break; // 等待ADC结束
}
ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;
return ((u16)ADC_RES * 256 + (u16)ADC_RESL);
}
void Delay_500ns(void)
{
NOP(6);
}
void StepMotor(void) // 换相序列函数
{
switch (step)
{
case 0: // AB PWM1, PWM2_L=1
PWMA_ENO = 0x00;
PWM1_L = 0;
PWM3_L = 0;
Delay_500ns();
PWMA_ENO = 0x01; // 打开A相的高端PWM
PWM2_L = 1; // 打开B相的低端
ADC_CONTR = 0x80 + 10; // 选择P0.2作为ADC输入 即C相电压
CMPCR1 = 0x8c + 0x10; // 比较器下降沿中断
break;
case 1: // AC PWM1, PWM3_L=1
PWMA_ENO = 0x01;
PWM1_L = 0;
PWM2_L = 0; // 打开A相的高端PWM
Delay_500ns();
PWM3_L = 1; // 打开C相的低端
ADC_CONTR = 0x80 + 9; // 选择P0.1作为ADC输入 即B相电压
CMPCR1 = 0x8c + 0x20; // 比较器上升沿中断
break;
case 2: // BC PWM2, PWM3_L=1
PWMA_ENO = 0x00;
PWM1_L = 0;
PWM2_L = 0;
Delay_500ns();
PWMA_ENO = 0x04; // 打开B相的高端PWM
PWM3_L = 1; // 打开C相的低端
ADC_CONTR = 0x80 + 8; // 选择P0.0作为ADC输入 即A相电压
CMPCR1 = 0x8c + 0x10; // 比较器下降沿中断
break;
case 3: // BA PWM2, PWM1_L=1
PWMA_ENO = 0x04;
PWM2_L = 0;
PWM3_L = 0; // 打开B相的高端PWM
Delay_500ns();
PWM1_L = 1; // 打开C相的低端
ADC_CONTR = 0x80 + 10; // 选择P0.2作为ADC输入 即C相电压
CMPCR1 = 0x8c + 0x20; // 比较器上升沿中断
break;
case 4: // CA PWM3, PWM1_L=1
PWMA_ENO = 0x00;
PWM2_L = 0;
PWM3_L = 0;
Delay_500ns();
PWMA_ENO = 0x10; // 打开C相的高端PWM
PWM1_L = 1; // 打开A相的低端
adc11 = ((adc11 * 7) >> 3) + Get_ADC10bitResult(11);
ADC_CONTR = 0x80 + 9; // 选择P0.1作为ADC输入 即B相电压
CMPCR1 = 0x8c + 0x10; // 比较器下降沿中断
break;
case 5: // CB PWM3, PWM2_L=1
PWMA_ENO = 0x10;
PWM1_L = 0;
PWM3_L = 0; // 打开C相的高端PWM
Delay_500ns();
PWM2_L = 1; // 打开B相的低端
ADC_CONTR = 0x80 + 8; // 选择P0.0作为ADC输入 即A相电压
CMPCR1 = 0x8c + 0x20; // 比较器上升沿中断
break;
default:
break;
}
if (B_start)
CMPCR1 = 0x8C; // 启动时禁止下降沿和上升沿中断
}
void PWMA_config(void)
{
P_SW2 |= 0x80; // SFR enable
PWM1 = 0;
PWM1_L = 0;
PWM2 = 0;
PWM2_L = 0;
PWM3 = 0;
PWM3_L = 0;
P1n_push_pull(0x3f);
PWMA_PSCR = 3; // 预分频寄存器, 分频 Fck_cnt = Fck_psc/(PSCR[15:0}+1), 边沿对齐PWM频率 = SYSclk/((PSCR+1)*(AAR+1)), 中央对齐PWM频率 = SYSclk/((PSCR+1)*(AAR+1)*2).
PWMA_DTR = 24; // 死区时间配置, n=0~127: DTR= n T, 0x80 ~(0x80+n), n=0~63: DTR=(64+n)*2T,
// 0xc0 ~(0xc0+n), n=0~31: DTR=(32+n)*8T, 0xE0 ~(0xE0+n), n=0~31: DTR=(32+n)*16T,
PWMA_ARR = 255; // 自动重装载寄存器, 控制PWM周期
PWMA_CCER1 = 0;
PWMA_CCER2 = 0;
PWMA_SR1 = 0;
PWMA_SR2 = 0;
PWMA_ENO = 0;
PWMA_PS = 0;
PWMA_IER = 0;
// PWMA_ISR_En = 0;
PWMA_CCMR1 = 0x68; // 通道模式配置, PWM模式1, 预装载允许
PWMA_CCR1 = 0; // 比较值, 控制占空比(高电平时钟数)
PWMA_CCER1 |= 0x05; // 开启比较输出, 高电平有效
PWMA_PS |= 0; // 选择IO, 0:选择P1.0 P1.1, 1:选择P2.0 P2.1, 2:选择P6.0 P6.1,
// PWMA_ENO |= 0x01; // IO输出允许, bit7: ENO4N, bit6: ENO4P, bit5: ENO3N, bit4: ENO3P, bit3: ENO2N, bit2: ENO2P, bit1: ENO1N, bit0: ENO1P
// PWMA_IER |= 0x02; // 使能中断
PWMA_CCMR2 = 0x68; // 通道模式配置, PWM模式1, 预装载允许
PWMA_CCR2 = 0; // 比较值, 控制占空比(高电平时钟数)
PWMA_CCER1 |= 0x50; // 开启比较输出, 高电平有效
PWMA_PS |= (0 << 2); // 选择IO, 0:选择P1.2 P1.3, 1:选择P2.2 P2.3, 2:选择P6.2 P6.3,
// PWMA_ENO |= 0x04; // IO输出允许, bit7: ENO4N, bit6: ENO4P, bit5: ENO3N, bit4: ENO3P, bit3: ENO2N, bit2: ENO2P, bit1: ENO1N, bit0: ENO1P
// PWMA_IER |= 0x04; // 使能中断
PWMA_CCMR3 = 0x68; // 通道模式配置, PWM模式1, 预装载允许
PWMA_CCR3 = 0; // 比较值, 控制占空比(高电平时钟数)
PWMA_CCER2 |= 0x05; // 开启比较输出, 高电平有效
PWMA_PS |= (0 << 4); // 选择IO, 0:选择P1.4 P1.5, 1:选择P2.4 P2.5, 2:选择P6.4 P6.5,
// PWMA_ENO |= 0x10; // IO输出允许, bit7: ENO4N, bit6: ENO4P, bit5: ENO3N, bit4: ENO3P, bit3: ENO2N, bit2: ENO2P, bit1: ENO1N, bit0: ENO1P
// PWMA_IER |= 0x08; // 使能中断
PWMA_BKR = 0x80; // 主输出使能 相当于总开关
PWMA_CR1 = 0x81; // 使能计数器, 允许自动重装载寄存器缓冲, 边沿对齐模式, 向上计数, bit7=1:写自动重装载寄存器缓冲(本周期不会被打扰), =0:直接写自动重装载寄存器本(周期可能会乱掉)
PWMA_EGR = 0x01; // 产生一次更新事件, 清除计数器和与分频计数器, 装载预分频寄存器的值
// PWMA_ISR_En = PWMA_IER; //设置标志允许通道1~4中断处理
}
// PWMA_PS = (0<<6)+(0<<4)+(0<<2)+0; //选择IO, 4项从高到低(从左到右)对应PWM1 PWM2 PWM3 PWM4, 0:选择P1.x, 1:选择P2.x, 2:选择P6.x,
// PWMA_PS PWM4N PWM4P PWM3N PWM3P PWM2N PWM2P PWM1N PWM1P
// 00 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
// 01 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
// 02 P6.7 P6.6 P6.5 P6.4 P6.3 P6.2 P6.1 P6.0
// 03 P3.3 P3.4 -- -- -- -- -- --
void ADC_config(void) // ADC初始化函数(为了使用ADC输入端做比较器信号, 实际没有启动ADC转换)
{
P1n_pure_input(0xc0); // 设置为高阻输入
P0n_pure_input(0x0f); // 设置为高阻输入
ADC_CONTR = 0x80 + 6; // ADC on + channel
ADCCFG = RES_FMT + ADC_SPEED;
P_SW2 |= 0x80; // 访问XSFR
ADCTIM = CSSETUP + CSHOLD + SMPDUTY;
}
void CMP_config(void) // 比较器初始化程序
{
CMPCR1 = 0x8C; // 1000 1100 打开比较器,P3.6作为比较器的反相输入端,ADC引脚作为正输入端
CMPCR2 = 60; // 60个时钟滤波 比较结果变化延时周期数, 0~63
P3n_pure_input(0x40); // CMP-(P3.6)设置为高阻.
P_SW2 |= 0x80; // SFR enable
// CMPEXCFG |= (0<<6); //bit7 bit6: 比较器迟滞输入选择: 0: 0mV, 1: 10mV, 2: 20mV, 3: 30mV
// CMPEXCFG |= (0<<2); //bit2: 输入负极性选择, 0: 选择P3.6做输入, 1: 选择内部BandGap电压BGv做负输入.
// CMPEXCFG |= 0; //bit1 bit0: 输入正极性选择, 0: 选择P3.7做输入, 1: 选择P5.0做输入, 2: 选择P5.1做输入, 3: 选择ADC输入(由ADC_CHS[3:0]所选择的ADC输入端做正输入).
// CMPEXCFG = (0<<6)+(0<<2)+3;
}
void CMP_ISR(void) interrupt 21 // 比较器中断函数, 检测到反电动势过0事件
{
u8 i;
CMPCR1 &= ~0x40; // 需软件清除中断标志位
if (XiaoCiCnt == 0) // 消磁后才检测过0事件, XiaoCiCnt=1:需要消磁, =2:正在消磁, =0已经消磁
{
Timer1_Stop();
// T4T3M &= ~(1 << 3); // Timer3停止运行
if (B_Timer3_OverFlow) // 切换时间间隔(Timer3)有溢出
{
B_Timer3_OverFlow = 0;
PhaseTime = 8000; // 换相时间最大8ms, 2212电机12V空转最高速130us切换一相(200RPS 12000RPM), 480mA
}
else
{
PhaseTime = (((u16)TH1 << 8) + TL1) >> 1; // 单位为1us
if (PhaseTime >= 8000)
PhaseTime = 8000; // 换相时间最大8ms, 2212电机12V空转最高速130us切换一相(200RPS 12000RPM), 480mA
}
TH1 = 0;
TL1 = 0;
Timer1_Run(); // Timer1开始运行, 计数到0时产生中断, 4ms定时标志B_4ms=1
// T4T3M |= (1 << 3); // Timer3开始运行
PhaseTimeTmp[TimeIndex] = PhaseTime; // 保存一次换相时间
if (++TimeIndex >= 8)
TimeIndex = 0; // 累加8次
for (PhaseTime = 0, i = 0; i < 8; i++)
PhaseTime += PhaseTimeTmp; // 求8次换相时间累加和
PhaseTime = PhaseTime >> 4; // 求8次换相时间的平均值的一半, 即30度电角度
if ((PhaseTime >= 40) && (PhaseTime <= 1000))
TimeOut = 125; // 堵转500ms超时
if (PhaseTime >= 60)
PhaseTime -= 40; // 修正由于滤波电容引起的滞后时间
else
PhaseTime = 20;
// PhaseTime = 20; //只给20us, 则无滞后修正, 用于检测滤波电容引起的滞后时间
Timer2_Stop(); // Timer2停止运行
// T4T3M &= ~(1 << 7); // Timer4停止运行
PhaseTime = PhaseTime << 1; // 2个计数1us
PhaseTime = 0 - PhaseTime;
T2H = (u8)(PhaseTime >> 8); // 装载30度角延时
T2L = (u8)PhaseTime;
Timer2_Run(); // Timer2开始运行, 计数到0时产生中断, 30us定时标志B_30us=1
// T4T3M |= (1 << 7); // Timer4开始运行
XiaoCiCnt = 1; // 1:需要消磁, 2:正在消磁, 0已经消磁
}
}
void Timer0_config(void) // Timer0初始化函数
{
Timer0_16bitAutoReload(); // T0工作于16位自动重装
Timer0_12T();
TH0 = (65536UL - MAIN_Fosc / 12 / 250) / 256; // 4ms
TL0 = (65536UL - MAIN_Fosc / 12 / 250) % 256;
TR0 = 1; // 打开定时器0
ET0 = 1; // 允许ET0中断
}
void Timer0_ISR(void) interrupt 1 // Timer0中断函数, 20us
{
B_4ms = 1; // 4ms定时标志
}
//============================ timer3初始化函数 ============================================
// void Timer1_Config(void)
void Timer1_Config(void)
{
P_SW2 |= 0x80; // SFR enable
Timer1_Stop(); // 停止计数, 定时模式, 12T模式, 不输出时钟
TH1 = 0;
TL1 = 0;
IE1 = 1; // 允许中断
Timer1_Run();
}
//============================ timer4初始化函数 ============================================
// void Timer2_Config(void)
void Timer2_Config(void)
{
P_SW2 |= 0x80; // SFR enable
Timer2_Stop(); // 停止计数, 定时模式, 12T模式, 不输出时钟
T2H = 0;
T2L = 0;
IE2 = 1; // 允许中断
// T4T3M |= (1<<7); //开始运行
}
void timer1_ISR(void) interrupt TIMER1_VECTOR
{
B_Timer3_OverFlow = 1; // 溢出标志
}
//=========================== timer3中断函数 =============================================
//=========================== timer4中断函数 =============================================
void timer2_ISR(void) interrupt TIMER2_VECTOR
{
Timer2_Stop(); // 停止计数, 定时模式, 12T模式, 不输出时钟
// T4T3M &= ~(1 << 7); // Timer4停止运行
if (XiaoCiCnt == 1) // 标记需要消磁. 每次检测到过0事件后第一次中断为30度角延时, 设置消磁延时.
{
XiaoCiCnt = 2; // 1:需要消磁, 2:正在消磁, 0已经消磁
if (B_RUN) // 电机正在运行
{
if (++step >= 6)
step = 0;
StepMotor();
}
// 消磁时间, 换相后线圈(电感)电流减小到0的过程中, 出现反电动势, 电流越大消磁时间越长, 过0检测要在这个时间之后
// 100%占空比时施加较重负载, 电机电流上升, 可以示波器看消磁时间.
// 实际上, 只要在换相后延时几十us才检测过零, 就可以了
T2H = (u8)((65536UL - 40 * 2) >> 8); // 装载消磁延时
T2L = (u8)(65536UL - 40 * 2);
Timer2_Run(); // Timer2开始运行, 计数到0时产生中断, 30us定时标志B_30us=1
// T4T3M |= (1 << 7); // Timer4开始运行
}
else if (XiaoCiCnt == 2)
XiaoCiCnt = 0; // 1:需要消磁, 2:正在消磁, 0已经消磁
}
#define D_START_PWM 50
/******************* 强制电机启动函数 ***************************/
void StartMotor(void)
{
u16 timer, i;
CMPCR1 = 0x8C; // 关比较器中断
PWM_Value = D_START_PWM; // 初始占空比, 根据电机特性设置
PWMA_CCR1L = PWM_Value;
PWMA_CCR2L = PWM_Value;
PWMA_CCR3L = PWM_Value;
step = 0;
StepMotor();
Delay_n_ms(50); // Delay_n_ms(250);// 初始位置
timer = 200; // 风扇电机启动
while (1)
{
for (i = 0; i < timer; i++)
delay_us(100); // 根据电机加速特性, 最高转速等等调整启动加速速度
timer -= timer / 16;
if (++step >= 6)
step = 0;
StepMotor();
if (timer < 40)
return;
}
}
/**********************************************/
void main(void)
{
u8 i;
u16 j;
P2n_standard(0xf8);
P3n_standard(0xbf);
P5n_standard(0x10);
adc11 = 0;
PWMA_config();
ADC_config();
CMP_config();
Timer0_config(); // Timer0初始化函数
Timer1_Config(); // Timer3初始化函数
Timer2_Config(); // Timer4初始化函数
PWW_Set = 0;
TimeOut = 0;
EA = 1; // 打开总中断
while (1)
{
if (B_4ms) // 4ms时隙
{
B_4ms = 0;
if (TimeOut != 0)
{
if (--TimeOut == 0) // 堵转超时
{
B_RUN = 0;
PWM_Value = 0;
CMPCR1 = 0x8C; // 关比较器中断
PWMA_ENO = 0;
PWMA_CCR1L = 0;
PWMA_CCR2L = 0;
PWMA_CCR3L = 0;
PWM1_L = 0;
PWM2_L = 0;
PWM3_L = 0;
Delay_n_ms(250); // 堵转时,延时一点时间再启动
}
}
if (!B_RUN && (PWW_Set >= D_START_PWM)) // 占空比大于设定值, 并且电机未运行, 则启动电机
{
B_start = 1; // 启动模式
for (i = 0; i < 8; i++)
PhaseTimeTmp = 400;
StartMotor(); // 启动电机
B_start = 0;
XiaoCiCnt = 0; // 初始进入时
CMPCR1 &= ~0x40; // 清除中断标志位
if (step & 1)
CMPCR1 = 0xAC; // 上升沿中断
else
CMPCR1 = 0x9C; // 下降沿中断
B_RUN = 1;
Delay_n_ms(250); // 延时一下, 先启动起来
Delay_n_ms(250);
TimeOut = 125; // 启动超时时间 125*4 = 500ms
}
if (B_RUN) // 正在运行中
{
if (PWM_Value < PWW_Set)
PWM_Value++; // 油门跟随电位器
if (PWM_Value > PWW_Set)
PWM_Value--;
if (PWM_Value < (D_START_PWM - 10)) // 停转, 停转占空比 比 启动占空比 小10/256
{
B_RUN = 0;
PWM_Value = 0;
CMPCR1 = 0x8C; // 关比较器中断
PWMA_ENO = 0;
PWMA_CCR1L = 0;
PWMA_CCR2L = 0;
PWMA_CCR3L = 0;
PWM1_L = 0;
PWM2_L = 0;
PWM3_L = 0;
}
else
{
PWMA_CCR1L = PWM_Value;
PWMA_CCR2L = PWM_Value;
PWMA_CCR3L = PWM_Value;
}
}
else
{
adc11 = ((adc11 * 7) >> 3) + Get_ADC10bitResult(11);
}
j = adc11;
if (j != adc11)
j = adc11;
PWW_Set = (u8)(j >> 5); // 油门是8位的
}
}
}
这个定时器的设置对吗?
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