前言
無刷直流 （Brushless Direct Current， BLDC）電機是一種正快速普及的電機類型，它可在家用電器、汽車、航空航天、消費品、醫療、工業自動化設備和儀器等行業中使用。正如名稱指出的那樣，BLDC 電機不用電刷來換向，而是使用電子換向。BLDC 電機和有刷直流電機以及感應電機相比，有許多優點。其中包括：
• 更好的轉速－轉矩特性
• 快速動態響應
• 高效率
• 使用壽命長
• 運轉無噪音
• 較高的轉速範圍此外，
由於輸出轉矩與電機體積之比更高，使之在需要着重考慮空間與重量因素的應用中，大有用武之地。
無刷電機
前面已經講了很多關於BLDC電機的一些知識，那麼如計算出BLDC電機（帶HALL傳感器）的實際轉速呢，其實可以利用hall傳感器及中斷事件計算電機轉速，以1對極BLDC電機爲例，電機轉動一圈，會產生6個HALL狀態，每個狀態對機60度的機械角度，如果使用了STM32 定時器的HALL傳感器接口功能，可能直接在定時器的中斷裏計算電機轉速speed = 60/360/t (轉每秒)，t爲對兩次中斷的時間間隔，可以很簡單地通過定時器中獲得， 本節將基於NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH實現BLDC電機轉速計算！
本節所用電機爲2836無刷電機,電機有兩組線（hall傳感器線和電機三相線）,工作電壓24V，最大轉速12000rpm：
示例詳解
本節用到ST官方推出的NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH 開發板。
NUCLEO-F103RB對應的大致原理接線圖：
X-NUCLEO-IHM07M1 3SH部分原理圖：
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準備操作
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X-NUCLEO-IHM07M1 3SH是一款專門用於PMSM（永磁同步）或BLDC（直流無刷 ）的電機驅動板，其電機驅動板驅動芯片型號爲L6230（詳細數據手冊可在st官網下載）,本節需用到IN1,IN2, IN3和OUT1,OUT2，OUT3， HALL傳感器信號接口H1,H2,H3以及單電阻電流採樣接口PC1。
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需要用到的信號 |
對應MCU引腳 |
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EN1 |
PC10 |
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IN1 |
PA8 |
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EN2 |
PC11 |
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IN2 |
PA9 |
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EN3 |
PC12 |
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IN3 |
PA10 |
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H1 |
PA15 |
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H2 |
PB3 |
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H3 |
PB10 |
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電流採樣接口 |
PC1 |
本節直接使用STM32的TIM1產生三路PWM波對應信號IN1、IN2、IN3，通過調節PWM波佔空比實現電機的速度控制；將EN1、EN2、EN3配置成普通輸出IO口輸出模式，H1,H2,H3配置成TIM2的hall傳感器模式，並開啓T1的捕獲中斷，中斷觸發模式爲雙邊觸發模式，在中斷服務程序中實理更加快帶的電機換相（6步換步）操作，PC1配置成AD採樣引腳，本節以電機在2個PWM週期內採多個64，以這64個點的平均值作爲電機的平均電流。
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在STM32CubeMX中，有專門的NUCLEO-F103RB工程模板，新建一個Cube工程，芯片型號爲st32f103rb：
生成一個簡單的工程模板實現了RCC,SYS，USART2接口的配置，同時還實現了LD2（LED）引腳的配置。接下來手動配置各功能模塊，首先是TIM1,配置成三路PWM 模式1輸出，PWM載波頻率是20Khz = 72M/(2+1)/(1199+1),各通道初始PWM波是500：
使能TIM1的UPDATA中斷，在中斷服務程序中完成電流PID運算及控制：
接下來是TIM2配置，開啓三路輸入捕獲功能，使能XOR功能，開啓定時器中斷：
上圖中所述想要直接利用TIM2的HALL傳感器功能，僅在CUBE中配置是不點問題的，原因如下，在配置輸入捕獲通道時，很多模式不可選：
而要直正實現STM32的定時器HALL傳感器接口功能，除了要開啓XOR功能外（在CUBE可直接勾選）：
故還需要開啓中斷，並最終要在自動生成的TIM.C中進行適當修改（後面源碼上有介紹）：
配置ADC:
本例ADC採電機電流工作在單電阻採樣模式下，如上圖所示，電機電流與ADC採樣電流之間的關係式爲（JP1,JP2不接）： V = 3*0.33*I，其中0.33爲採樣電阻的阻值，I爲電機電流，V爲放大3倍後的電機。
使能ADC的DMA功能：
接着將PC10,PC11,PC12普通IO功能配置，GPIO_OUTPUT模式，默認輸出爲低：
最後是中斷優先級配置：
生成工程：
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打開工程， 加入事先準備好的bldc.c，pid.c, visualscope.c 和bldc.h，pid.h, visualscope.h（.c在src文件夾中 .h在INC文件夾）文件：
同時在tim.c及stm32f1xx_it.c中加入如下代碼：
在dma.c中關閉dma中斷：
在adc.c中加入求平均電流代碼：
在adc.h中導出變量及函數名：
最後在main.c中加入如下代碼：
設置工程下載後自動運行：
編譯代碼，調試代碼，本節代碼是在上一講《STM32 電機教程 12 - BLDC 閉環電流控制》基礎上實現，自帶電流閉環，電機轉動起來後（電流閉環參考值不要設太大），在串口示波器上可以看到電機速度的波形，給電機加一點阻力，可以看到電機轉速的變化情況：
OK,本期實驗完成！本節BLDC通過HALL傳感器計算速度的示例就講到這裏，下一節將基於本節內容實現BLDC電機速度閉環控制。最後如果大家有什麼疑問或是有想了解的其它內容，也歡迎大家留言！！最後喜歡這個公衆號的同學們記得加關注了，每天都會有技術乾貨推出！！
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