基于proteus的stm32 BLDC电机控制器的设计思路

木子李

这是我嵌入式应用的一个大作业，使用STM32CubeMX和keil软件进行编程。断断续续花了好几天完成，期间踩了很大hal库的坑和proteus的坑。
感觉做这个仿真的人很少，现在把资源分享给大家，因为程序还在修改还没有提交，所以先分享一下我粗略的设计思路

一、设计思路：

使用STM32CubeMX软件进行资源初始化（Cube资源配置很方便），使用HAL库进行程序设计。

图1 资源配置图

二、功能介绍：

• 可调转速
• 可控转动方向
• 显示转速和目标转速
  

三、功能的实现方法：

• 可调转速通过可调电阻和STM32的ADC功能，实现500-4596范围的速度调节。使用的是简单的比例控制，并未使用复杂的PID控制（太难了，一直调不好）。
• 通过定时器1的PWM互补输出六路PWM控制电机的转动，驱动器使用L293D和IRF540 MOS管。
• 换向使用的是外部中断，测速使用的是定时器2的三鹿输入捕获，这里有一个坑，proteus中三路输入捕获无法同时工作，本来打算三路都做测速逻辑，但是速度变化很大，所以最后只使用了一路作为测速通道。
• 正反转使用的是外部中断。
• 显示转速和目标转速使用的是lcd1602，在proteus仿真中，显示转速有一定的延时和误差（其实是proteus的仿真太慢了，多开一个任务就慢的要死）
  

图2 电机刚启动，速度未达到最小速度500

速度未达到最小速度时加载很快，大概加载到300rpm左右开始pid控制。

图3 仿真过程中

图4 仿真过程中

图5 反转时的调速过程

仿真过程中可以看到定时器PWM输出之间的切换以及脉宽的变化。

图6 接近稳定时

图7 稳定后增大转速

图8 反转时接近稳定

由于proteus中stm32 的定时器计时很坑，延时根本不对，需要修改芯片的时钟源频率，改大了仿真慢，改小了又不准，所以ADC采样值和转速之间只能近似转换，也造成了目标转速和实际转速的误差。

图9 整体电路图