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如何結合CubeMx與MC Workbench生成workbench中所未包含芯片的控制程序

STM32單片機 ? 來源:STM32單片機 ? 作者:STM32單片機 ? 2022-04-28 14:23 ? 次閱讀

前言

當前 STM32 系列豐富多彩,多達 1000 多種的料號。同時,ST 針對電機 FOC 控制推出了 MC SDK V5.x 的馬達控制軟件系統(tǒng)。該軟件可以結合 Cubemx 生成馬達控制初始化代碼。由于 MC Workbench 軟件芯片選擇有限,不可能包含所有 ST 的產(chǎn)品料號,因此客戶需要使用該軟件時,會發(fā)現(xiàn)備選的芯片料號并未包含在 workbench 中。

本文針對這種場景,詳細說明如何結合 CubeMx 與 MC Workbench 生成 workbench 中所未包含芯片的控制程序,客戶通過該說明可以使用全系列 STM32 產(chǎn)品用于電機的 FOC 控制,為客戶帶來便利。

本文涉及到的開發(fā)板、驅動板、馬達分別是:Nucleo-STM32G474RET6 (控制板) + X-Nucleo-IHM16M1(功率板)+GBM2804H-100T(電機)以及 STM32G030K6T6 主芯片等。

1、在 MC Workbench

找不到相應 MCU 型號的示例-- STM32G030K6T6

1.1 MC Workbench 中 MCU 的選擇

使用 MC Workbench 生成電機控制工程時,選擇列表中提供的同系列中的 MCU。比如我們需要使用列表中沒有的

STM32G030K6T6 時,可以選擇列表中的 STM32G071RB(LQFP64)。接下來分別配置電機參數(shù),電源,電壓/電流/溫

度保護,啟動參數(shù),電流采樣等等后,生成電機控制工程。此步驟可參考 ST 往期的技術培訓。

6b3ac8c0-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

1.2 STM32CubeMX 中的操作

生成工程后,打開 STM32CubeMX 軟件,選擇最終要使用的 MCU,如 STM32G030K6 來創(chuàng)建新工程。

6b492c9e-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

1.3 導入上面的*.ioc 文件

選擇 File->Import Project,導入之前 1.1 中創(chuàng)建的 ioc 工程。

6b5b011c-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

6b77a2f4-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

檢查下導入提示的 Import Status,如有錯誤或者警告,請根據(jù) Error and Warning messages 進行調整。

6b948e6e-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

1.4 檢查并生成工程

可以看到導入后的 STM32CubeMX 項目中已經(jīng)包含有電機控制部分的 Middleware。

6ba4601e-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

接下來選擇 GENERATE CODE,生成工程。

新工程的文件夾目錄如下,從該文件夾和上面的 IAR 工程空間都可以看到電機控制部分的 Middleware 已經(jīng)包含進來了。

后面的編譯下載工作此處不再贅述。

6bc8b52c-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

1.5 注意事項

如果電腦中安裝多個 CubeMX 版本,需要注意在使用過程中必須保持版本的統(tǒng)一,否則導入不成功。

2. 2. 在 MC Workbench

有型號但沒相應封裝的 MCU 示例

-- STM32G474RET6

2.1 新建工程

如果有 Demo 板和電機,則選擇對應的 Demo 板與電機型號,如果沒有直接選擇 customer board,這邊我們看到?jīng)]有Nucleo-STM32G474RET6,因此我們選擇 customer board

6be0052e-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

2.2 配置電機與功率板相關配置

分別配置電源,電壓保護,電機,電流采樣,功率管;因為我們使用了現(xiàn)成的功率板與電機,這邊我們使用默認參數(shù)即可,如果是自己電機與功率板,請參考 ST 往期的技術培訓。

6c003c86-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

2.3 芯片選擇與配置

我們看到在 MC workbench 中并沒有STM32G474RET6 這個芯片型號,因此我們需要選擇與之相近的單片機

原則是 Flash 大小相同優(yōu)先選擇,型號相似次之,最后兼顧同一系列。這里我們可選擇 STM32G474QE 作為參考型號。

6c1e7eb2-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

2.4 數(shù)字端口配置

這邊我們使用的功率器件為單一 PWM 與控制使能方式,結合硬件連接為如下配置:

如果是 PWM 互補的方式則還需要配置下橋控制引腳。

6c2e324e-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

2.5 模擬端口配置

同樣的配置與硬件采樣相關的模擬端口

6c3fcbf8-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

2.6 生成代碼

生成 STM32G474QE 的電機控制代碼,生成的 G474QE.ioc 用于后面 CubeMx 操作。

6c5181c2-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

生成 CubeMx 工程文件

6c72bd60-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

2.7 新建 CubeMx 工程

新建 STM32G474RET6 的工程

6c8c8c36-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

2.8 導入上面的 G474QE.ioc 文件

6cab36a4-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

6cc66ae6-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

2.9 生成工程

6ce76ffc-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

2.10 驗證是否正常工作

編譯下載后,使用 Workbench 控制電機轉動

6cfde3ea-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.傳統(tǒng)的文件拷貝方式示例

-- STM32G474RET6

如果上面兩種簡易方式已經(jīng)可以滿足移植要求了,下面的內容可以忽略,當然如果需要熟悉各個外設在電機控制中具體配置過程,下面內容可以做參考

3.1 前期準備

如 2.x 中所描述的生成 STM32G474QE 的電機工程,這邊不再贅述。

3.2 新建 CubeMx 工程

新建 STM32G474RET6 的工程

6d140094-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.3 配置 ADC

配置 ADC1 配置引腳

可以直接打開 MC Workbench 生成的 STM32G474QE 的*.ioc 文件做為參考

6d2bc382-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

配置 ADC1 配置功能

這邊注意 ADC1 左對齊,觸發(fā)信號Tim1 Trigger Out Event,只有 Inject 模式?jīng)]有 Regular 模式

6d395e2a-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

使能 ADC1/2 中斷

6d47d5d6-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

配置 ADC2 引腳與功能

這邊 ADC2_IN14 是復用在 ADC1_IN14 的引腳上

6d617b44-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

配置 ADC2 功能

ADC2 有兩個通道用于電壓與溫度傳感采樣,使用 Regular 模式,用于電流采樣的使用 Inject 模式,這點區(qū)別于 ADC1的配置

6d7ef37c-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.4 配置 Timer1

配置 TIM1 輸出管腳

這邊只使用上橋的 PWM 輸出,因此只配置上橋輸出 PWM 波,其中 CH4 用于 ADC 觸發(fā),無外部 PWM 輸出。

6d9b8366-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

配置 TIM1 功能

這邊有些宏定義,可以參考 MC Workbench 生成的工程,注意定義為相同名字

6db1be56-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

使能 TIM1 的中斷

6dccff40-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.5 配置調試串口

6df1499a-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.6 使能 STM32G4 特有的 Cordic 外設

6e0b1028-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.7 重新分配管腳

將管腳定義為硬件控制的引腳,增加輸入輸出引腳

6e1e5c82-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.8 管腳名稱重定義

重新定義管腳名稱,符合 MC Workbench 生成的命名

6e3e95d8-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.9 規(guī)劃 NVIC 的中斷優(yōu)先級

這邊特別注意中斷優(yōu)先級別的設定,將影響到程序運行。

6e58c64c-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.10 不生成電機相關的中斷程序

因為電機相關的中斷程序中電機庫中已經(jīng)有了,這邊不使用 CubeMx 生成中斷代碼

6e833e36-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.11 系統(tǒng)其他的配置

分別配置 RCC 為外部晶振,GPIO 口的默認設置,Sys 的調試部分

6ea4de38-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.12 時鐘配置

這邊我們外部晶振為 24MHz,System 時鐘配置為 170MHz

6eb8cbfa-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.13 生成工程

6ed4f078-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.14 對生成工程進行修改、添加

拷貝文件

將 MC Workbench 生成的文件夾下的 MCSDK_v5.4.3 拷貝到 CubeMx 直接生成的 G474_MC 文件夾下,另外 Inc 與Src 文件也同時拷貝進去,需要選擇不覆蓋同名文件。

6eed5f5a-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

打開 CubeMx 生成的工程,在工程中添加 Group 以及增加文件到工程中。

6f065f1e-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

6f1de562-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

增加 API 以及控制文件到工程中

6f3d05e6-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

6f644160-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

增加頭文件包含目錄

6f841cc4-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

6fa18502-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

修改 Main.c 文件

包含頭文件以及增加電機控制初始化函數(shù)

6fbf99e8-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

3.15 驗證是否正常工作

編譯下載后,使用 Workbench 控制電機轉動

6fe10600-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

6ffcfdf6-c6ad-11ec-bce3-dac502259ad0.png

THE END

審核編輯 :李倩

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原文標題:工程師筆記|使用 CubeMx 生成未在 MC SDK V5.4.4 中包含的芯片的電機控制代碼

文章出處:【微信號:STM32_STM8_MCU,微信公眾號:STM32單片機】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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