FOC系列（五）----STM32F405RGT6控制板焊接与初步编写代码

news2025/1/20 14:53:45

   声明：本人水平有限，博客可能存在部分错误的地方，请广大读者谅解并向本人反馈错误。
   首先祝大家新年快乐，因为我也快放假了，驱动板只能是开学之后再去测试了，本篇博客应该是本专栏年前的最后一篇了

一、 硬件部分

1.1 原理图

  废话就先不多说了，原理图如下：
在这里插入图片描述
  原理图和上一版的原理图最大的改变是修改了MCU芯片，由103改为了405；并且继续保留了CAN芯片和FLASH芯片，对后续的开发肯定有用。

1.2 PCB

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
  今天刚刚焊接起来，测试时出现了一点问题，就是在使用keil下载时会出现"Cannot load flash programming algorithm"问题，这个问题困扰了我一下午。尝试了许多方法，最后把原本下载的F4xx固件2.17.1版本卸载，安装了2.17.0版本，并且在keil下载按如下配置：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
  其实也没有做什么特殊的设置，然后就好了…

二、软件部分

2.1 代码

  具体的代码我会在整体都做完之后进行开源的，下面我就说一下整体的代码功能：

  1. 使用ESP32的BLE功能，接收手机发送的指令
  2. ESP32会将接收的指令转化为通信协议发送给STM32
  3. STM32解析指令，并根据不同的指令进行不同的功能（目前实现的功能是切换OLED的显示界面）

2.2 部分效果展示

  手机发送"speed"指令：
在这里插入图片描述
  ESP32会将"speed"指令在OLED上显示，并且发送指令给STM32：
在这里插入图片描述
  STM32接收到指令会显示速度的波形（图片看不出来，所以波形不是很明显）
  还有其他指令，比如：

  • focfb->STM32显示反馈的数据，比如电流、转速、角度、转矩
  • Acurrent->显示A相采集的电流值
  • Bcurrent->显示B相采集的电流值
  • setpid->设置PID的参数（目前还不成熟，后续开发）

  下面再放几个截图：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.3 部分代码

  在这先放上main函数和中断等部分函数：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_SPI1_Init();
  MX_TIM1_Init();
  MX_TIM6_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_TIM3_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	
	// OLED 初始化
	OLED_GPIO_Init();
	OLED_Init();
	OLED_Display_On();
	OLED_Set_Pos(0,0);
	OLED_Clear();
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, rxBuffer,RX_CMD_LEN);	// 中断方式接收RX_CMD_LEN个字符
	
	// 初始化定时器
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);  // 中断方式启动tim2
	HAL_Delay(100);
	
	
	// 开启PWM输出
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
	HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);

	HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_2); // 输出PWM波形
	HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_2);

	HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_3);
	HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_3);
	
	HAL_Delay(100);
	
	// 显示菜单
	Mune(Open);  // 显示菜单
	HAL_Delay(200);
	
	// 逆时针旋转
	// COUNTER_CLOCKWISE_ROTE;

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		if(defaultOledPage) Mune(defaultOledPage);  // 显示默认画面
	  else Mune(selectionOledPage);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

  timer中断：

void TIM6_DAC_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN TIM6_DAC_IRQn 0 */

  /* USER CODE END TIM6_DAC_IRQn 0 */
  HAL_TIM_IRQHandler(&htim6);
  /* USER CODE BEGIN TIM6_DAC_IRQn 1 */
	htim1.Instance->CCR1 = 100;
	htim1.Instance->CCR2 = 50;
	htim1.Instance->CCR3 = 80;
		
	Programe_Run();// 获取角度
	
  /* USER CODE END TIM6_DAC_IRQn 1 */
}

  解析角度与速度：

void Programe_Run(void)
{
	uint8_t dect= 0;
	float preAngel = 0.0;
	float nowAngel = 0.0;
	float dT = 0.01;
	
	preAngel = degress;
	
	dect = detectMagnet();

	rawdata = getRawAngle();

	degress = convertRawAngleToDegrees(rawdata);
	
	velocity = Velocity(preAngel,degress,dT,counterclockwise);
}

  解析通信协议指令：

void	on_UART_IDLE(UART_HandleTypeDef *huart) //检测IDLE中断事件并处理
{
//注意，这里不能使用函数	__HAL_UART_GET_FLAG()，因为上位机连续发5个字节，串口接收到1个字节后虽然打开了IDLE中断，
//	但是因为后续连续发送数据，所以IDLE中断挂起标志位并不会被置位
	if(__HAL_UART_GET_IT_SOURCE(huart,UART_IT_IDLE) == RESET) //判断IDLE中断是否被开启
		return;

	__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(huart); 	//清除IDLE标志
	__HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_IDLE); 	//禁止IDLE中断
	
	if (rxCompleted)	//接收到了1个字符
	{
		uint8_t  ch=rxBuffer[0];
		if (ch==0x6A)	//起始符
			rxBufPos=0;		//存储位置复位

		if (rxBufPos<PRO_CMD_LEN) //PRO_CMD_LEN=5
		{
			proBuffer[rxBufPos]=ch;		//存储到处理指令缓存区
			rxBufPos++;		//存储位置移动
			if (ch==0x70)	//结束符
			{
				parseCMD();  // 解析数据
				// HAL_UART_Transmit(huart,proBuffer,strlen(proBuffer),200); //上传接收到的指令
				// HAL_Delay(10);  	//需适当延时，否则updateRTCTime()函数处理可能出错
			}
		}
		rxCompleted = RESET;
		HAL_UART_Receive_IT(huart, rxBuffer,RX_CMD_LEN); //再次接收
	}
}
/*数据格式:<0x6A><0x61><0x6D><总数据字节数><指令序列><对应指令><...><...><0x70>*/
void parseCMD(void)
{
	int i=0;
	// 将数据指令保存起来
	dateSumNumber = proBuffer[1];  // 数据长度
	
	// rxCmdBuf数组从序列号开始保存
	for(i=0;i<(dateSumNumber-3);i++)  rxCmdBuf[i] = proBuffer[i+2]; // 指令解析
	cmdSequence = rxCmdBuf[0];  // 序列号
	// 根据序列号选择不同的指令
	switch(cmdSequence){
		case 0x01: {    // FOC反馈显示
			defaultOledPage = 0; //不再显示默认界面
			selectionOledPage = rxCmdBuf[1]; // 根据指令修改OLED界面
		};break;  
		
		case 0x02: {    // 电流页面显示
			defaultOledPage = 0; //不再显示默认界面
			selectionOledPage = rxCmdBuf[1]; // 根据指令修改OLED界面
		};break;  
		
		case 0x03:{     // 速度页面显示
			defaultOledPage = 0; //不再显示默认界面
			selectionOledPage = rxCmdBuf[1]; // 根据指令修改OLED界面
		};break;  
		
		case 0x04:{     // 修改PID参数
			defaultOledPage = 0; //不再显示默认界面
			selectionOledPage = rxCmdBuf[1]; // 根据指令修改OLED界面
		};break;  
	}
}

  OLED切换界面：

void Mune(int Page)
{
//	int i = 0;
	switch(Page){
		case 0: {  // 开机页面
			oledClearMulPage(Page);
			
			OLEDDisBinBMP(60,128,gImage_Jam,Middle,Normal_Color);  //  
			HAL_Delay(1000); // 延时3s
			OLED_Clear();
			
			OLEDDisBinBMP(63,64,gImage_Laugh_HLL,Middle,Inverse_Color);
			HAL_Delay(1000); // 延时3s
			OLED_Clear();
			oled_print_chinese(0,0,16,UPC[0],8,Inverse_Color);
			oled_print_chinese(0,2,16,KongZhiXueYUan[0],7,Normal_Color);
			oled_print_chinese(0,4,16,AI[0],4,Inverse_Color);
			oled_print_chinese(0,6,16,Name[0],3,Normal_Color);
			HAL_Delay(1500); // 延时3s
			OLED_Clear();

		};break;
		
		case 1:{  // 显示FOC的反馈值
			// 清OLED
			oledClearMulPage(Page);
			oled_print_chinese(0,0,16,Speed[0],2,Normal_Color);
			oled_print_chinese(0,2,16,Current[0],2,Inverse_Color);
			oled_print_chinese(0,4,16,Angle[0],2,Normal_Color);
			oled_print_chinese(0,6,16,Torque[0],2,Inverse_Color);
			// 测试使用
			OLED_ShowNum(36,0,velocity,4,16);
			OLED_ShowNum(36,2,aFinalValue,4,16);
			OLED_ShowNum(36,4,degress,4,16);
			OLED_ShowNum(36,6,cFinalValue,4,16);
			// OLED_ShowNum(36,6,cmdSequence,4,16); // 接收序列号

			OLEDDisBinBMP(58,58,gImage_Kong_Long,Right,Normal_Color); // 
			if(count<1000) count += 50;
			else count = 0;
			HAL_Delay(10);
		};break;
		
		case 2:{	 // 显示电流采集值
			oledClearMulPage(Page);
			
			if(rxCmdBuf[2]==0x0A)
			{
				// 坐标
				OLEDDisBinBMP(58,128,gImage_Current_A,Middle,Inverse_Color);
				
				for(x=10;x<118;x=(x+1)%128)//若测高频，改为x=(x+8)号128，注意由于没进行信号发生器验证可能出现bug
				{
					float count=0.015295*aFinalValue+8;			
					OLED_DrawWave(x,count);
				
				}
			}
			
			if(rxCmdBuf[2]==0x0B)
			{
				// 坐标
				OLEDDisBinBMP(58,128,gImage_Current_B,Middle,Inverse_Color);
				
				for(x=10;x<118;x=(x+1)%128)//若测高频，改为x=(x+8)号128，注意由于没进行信号发生器验证可能出现bug
				{
					float count=0.015295*bFinalValue+8;			
					OLED_DrawWave(x,count);
				}
			}
		};break;
		
		case 3: {  // 显示速度返回值
			oledClearMulPage(Page);
			OLEDDisBinBMP(59,128,gImage_Velocity,Middle,Inverse_Color);
			
			for(x=10;x<118;x=(x+1)%128)//若测高频，改为x=(x+8)号128，注意由于没进行信号发生器验证可能出现bug
			{
					float count = velocity + 8;			
					OLED_DrawWave(x,count);
			}
		};break;
		
		case 4:{  // 显示解析出来的数据
		oledClearMulPage(Page);
		// if(clearOLEDFlag==0) { OLED_Clear();clearOLEDFlag=1;}
		oled_print_chinese(0,0,16,Byte[0],2,Normal_Color);
		oled_print_chinese(0,2,16,Sequence[0],2,Inverse_Color);
		oled_print_chinese(0,4,16,Parameter[0],2,Normal_Color);
		oled_print_chinese(0,6,16,Parameter[0],2,Inverse_Color);
			
		oled_print_chinese(64,0,16,Parameter[0],2,Normal_Color);
		oled_print_chinese(64,2,16,Parameter[0],2,Inverse_Color);
		oled_print_chinese(64,4,16,Parameter[0],2,Normal_Color);
		oled_print_chinese(64,6,16,Parameter[0],2,Inverse_Color);
			
		// 测试使用
		OLED_ShowNum(34,0,dateSumNumber,3,16);
		OLED_ShowNum(34,2,cmdSequence,3,16);
		OLED_ShowNum(34,4,rxCmdBuf[1],3,16);
		OLED_ShowNum(34,6,rxCmdBuf[2],3,16);
			
		OLED_ShowNum(98,0,rxCmdBuf[3],3,16);
		OLED_ShowNum(98,2,rxCmdBuf[4],3,16);
		OLED_ShowNum(98,4,rxCmdBuf[5],3,16);
		OLED_ShowNum(98,6,rxCmdBuf[6],3,16); // 接收序列号

	};break;
		
	}
}

三、往期回顾

FOC系列（一）----DRV8301芯片的学习
FOC系列（二）----继续学习DRV8301芯片
FOC系列（三）----AS5600磁编码器
FOC系列（四）----重新绘制DRV8301驱动板

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