## 項(xiàng)目簡介 這是本人一個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目的一個(gè)子模塊（也可用在其他地方），基于 STM32 芯片、支持CAN通信的無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，有如下特性： - 芯片方案 - 主控芯片：STM32F103C6T6 - 驅(qū)動(dòng)芯片：DRV8313 - 磁編碼器：AS5600 - CAN驅(qū)動(dòng)芯片：TJA1050T - 僅支持電壓控制扭矩，硬件不支持電流閉環(huán) - 使用 CAN 通信控制（硬件留有串口但程序沒有使用） - 可反饋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，反饋頻率500Hz - 使用按鈕設(shè)置電機(jī)ID或觸發(fā)自動(dòng)標(biāo)定，產(chǎn)生的參數(shù)支持掉電保存 - PCB 尺寸：直徑30mm - 本項(xiàng)目中供電電壓：12V - 物料成本：約￥25 > 注：經(jīng)測(cè)試 STM32F103C8T6 可直接替換，軟硬件都可直接兼容 完整的機(jī)器人項(xiàng)目可以查看這個(gè)視頻： [https://www.bilibili.com/video/BV1bP411k75b/](https://www.bilibili.com/video/BV1bP411k75b/) 完整項(xiàng)目開源鏈接：[Gitee](https://gitee.com/skythinker/foc-wheel-legged-robot) [Github](https://github.com/Skythinker616/foc-wheel-legged-robot) ## 軟件說明 STM32 程序見附件，程序開發(fā)環(huán)境為 Keil uVision 5，使用 STM32CubeMX v5.6.0 生成工程，使用 HAL 庫編寫 FOC核心算法參考了CSDN博主 [loop222](https://blog.csdn.net/loop222) 所移植的C語言版 SimpleFOC，本程序?qū)⑵湟浦驳搅薍AL庫中，并添加了CAN通信、Flash掉電存儲(chǔ)、蜂鳴、按鍵、LED、濾波等功能 ## 使用說明 ### 硬件設(shè)置 1. 將驅(qū)動(dòng)板與電機(jī)固定在一起，電機(jī)轉(zhuǎn)子上的徑向磁鐵與磁編碼器對(duì)正且相距2~3mm 2. 驅(qū)動(dòng)電路板使用2.54mm排針孔引出了電機(jī)三相線、CAN總線、電源、SWD調(diào)試接口和串口，用戶可根據(jù)需要自行焊接 > 注：電源建議選擇12V左右，具體范圍可以參考DRV8313芯片的電壓范圍和降壓LDO芯片的最高耐壓 ### 驅(qū)動(dòng)ID設(shè)置及自動(dòng)標(biāo)定 **驅(qū)動(dòng)ID**：區(qū)分一條CAN總線上多個(gè)電機(jī)的標(biāo)識(shí)，范圍1-8，同一總線上的驅(qū)動(dòng)ID不能重復(fù) **自動(dòng)標(biāo)定**：驅(qū)動(dòng)需要知道電機(jī)的極對(duì)數(shù)、零點(diǎn)偏移量、傳感器方向信息，這些信息可以通過自動(dòng)標(biāo)定獲得 - 在正常運(yùn)行狀態(tài)下，LED的閃爍代表電機(jī)當(dāng)前ID - 按下按鈕不松手即可進(jìn)入ID設(shè)置，此時(shí)LED會(huì)以500ms周期閃爍，閃爍第N次時(shí)松手即可設(shè)置ID為N - 閃爍次數(shù)超過8次仍不松手，LED會(huì)常亮2秒，此時(shí)松手即可進(jìn)入自動(dòng)標(biāo)定 - 若2秒后仍然不松手，LED會(huì)熄滅，此后松手不會(huì)觸發(fā)任何操作 - 自動(dòng)標(biāo)定時(shí)，電機(jī)會(huì)緩慢旋轉(zhuǎn)，需確保電機(jī)處于空載狀態(tài)，盡可能減少旋轉(zhuǎn)阻力，標(biāo)定成功后會(huì)播放開機(jī)音效 ### CAN通信協(xié)議 CAN通信使用標(biāo)準(zhǔn)幀，波特率為1Mbps **驅(qū)動(dòng)反饋數(shù)據(jù)幀格式**： 不同ID的驅(qū)動(dòng)板會(huì)使用不同的CAN數(shù)據(jù)幀標(biāo)識(shí)符(StdID)發(fā)送反饋數(shù)據(jù)： | 驅(qū)動(dòng)ID | StdID | 幀類型 | DLC | | :------: | :----------: | :----: | :-: | | N | 0x100+N | 標(biāo)準(zhǔn)幀 | 8 | | DATA[0-3] | DATA[4-5] | DATA[6-7] | | :------: | :------: | :------: | | 累計(jì)轉(zhuǎn)角*1000 | 當(dāng)前轉(zhuǎn)速*10 | 保留 | | 單位rad | 單位rad/s | / | | int32_t | int16_t | / | **驅(qū)動(dòng)板接收電壓指令數(shù)據(jù)幀格式**： 為節(jié)省總線帶寬，不同ID的驅(qū)動(dòng)板不會(huì)使用完全不同的數(shù)據(jù)幀接收數(shù)據(jù)，而是共用一個(gè)數(shù)據(jù)幀中的不同字節(jié) 共用接收數(shù)據(jù)幀 **StdID = 0x100** 的四個(gè)驅(qū)動(dòng)ID為1-4： | DATA[0-1] | DATA[2-3] | DATA[4-5] | DATA[6-7] | | :------: | :------: | :------: | :------: | | ID=1 輸出電壓 | ID=2 輸出電壓 | ID=3 輸出電壓 | ID=4 輸出電壓 | | 單位mV | 單位mV | 單位mV | 單位mV | | int16_t | int16_t | int16_t | int16_t | 共用接收數(shù)據(jù)幀 **StdID = 0x200** 的四個(gè)驅(qū)動(dòng)ID為5-8： | DATA[0-1] | DATA[2-3] | DATA[4-5] | DATA[6-7] | | :------: | :------: | :------: | :------: | | ID=5 輸出電壓 | ID=6 輸出電壓 | ID=7 輸出電壓 | ID=8 輸出電壓 | | 單位mV | 單位mV | 單位mV | 單位mV | | int16_t | int16_t | int16_t | int16_t | 也就是說，如果向總線發(fā)送StdID=0x100的數(shù)據(jù)幀，那么ID為1-4的驅(qū)動(dòng)板會(huì)同時(shí)接收到指令；如果發(fā)送StdID=0x200的數(shù)據(jù)幀，則ID為5-8的驅(qū)動(dòng)板會(huì)收到指令 ## 改進(jìn)方向 - AS5600磁編碼器數(shù)據(jù)不夠穩(wěn)定，采樣頻率也不夠高(軟件IIC實(shí)測(cè)最高約2KHz)，留給濾波算法的余地不大，可以考慮更換更好的編碼器