1    KF8S1101面向BLDC控制的特性

u ChipON自主的KungFu內(nèi)核——高效的處理器平臺(tái)

?  典型的RISC架構(gòu)，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開

?  具有8個(gè)8位寄存器組成的寄存器組堆

?  SFR無需分組，簡化程序設(shè)計(jì)和代碼密度

?  16bit指令代碼，多數(shù)指令在一個(gè)周期內(nèi)完成

?  工作頻率*高20MHZ

u 面向BLDC控制的豐富的外設(shè)

?  帶死區(qū)控制的增強(qiáng)型PWM，每個(gè)通道極性可獨(dú)立設(shè)置

?  緊急故障輸入端口，內(nèi)部自帶比較器，自動(dòng)關(guān)斷PWM輸出

?  可觸發(fā)ADC事件，PWM中間點(diǎn)采樣電流

?  內(nèi)部集成無霍爾信號(hào)檢測陣列，降低外圍器件成本

2       軟件庫特點(diǎn)

u 簡單易用，提供完整的樣例程序

u 支持有霍爾模式/無霍爾模式

u 平穩(wěn)的無霍爾啟動(dòng)算法

u PI恒流控制

u 詳盡完善的方案保護(hù)功能

u 改進(jìn)的控制算法，電機(jī)適應(yīng)性廣

u 針對(duì)不同電機(jī)參數(shù)，只需在頭文件中更改宏定義參數(shù)

u 提供硬件參考電路，結(jié)合樣例程序，用戶針對(duì)具體應(yīng)用開發(fā)周期短

3       開發(fā)套件的使用

提供完整的開發(fā)環(huán)境（IDE）、ANSI C99標(biāo)準(zhǔn)的C編譯器、仿真器、編程器和DEMO 評(píng)估板，詳盡的用戶手冊(cè)和免費(fèi)的軟件源程序代碼。用戶無需設(shè)計(jì)硬件即可進(jìn)行馬達(dá)驅(qū)動(dòng)性能的評(píng)估，方便用戶針對(duì)具體應(yīng)用添加和刪減代碼，開發(fā)出符合需求、高性價(jià)比的產(chǎn)品。

下圖為基于KF8S1101芯片設(shè)計(jì)的工作電壓DC24V的DEMO板。

圖1  KF8S1101 BLDC DEMO板

3.1     BLDC控制板主要接口說明

1.電機(jī)相線接口，從上到下依次為電機(jī)相線U、V、W。

2.控制板工作電源，左邊為正，右邊為負(fù)。Rated Voltage 額定電壓: 24V （DC），Voltage Range 使用電壓范圍: 9-26V（DC）。

3.電機(jī)霍爾信號(hào)接口，從左到右依次霍爾電源、霍爾信號(hào)U相、霍爾信號(hào)V相、霍爾信號(hào)W相、霍爾地。

4.電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制信號(hào)，跳線帽接上電機(jī)逆時(shí)針運(yùn)行，跳線帽去除電機(jī)順時(shí)針運(yùn)行。

5.MCU程序下載接口。

6.電機(jī)啟停控制按鍵，按一次開啟，再按一次關(guān)閉。

7.電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整旋鈕。

8.電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)指示燈。

3.2     開發(fā)軟件的安裝

使用ChipOn的ChipON IDE v1.1.0版本的開發(fā)環(huán)境和ANSI C99標(biāo)準(zhǔn)的C編譯器，按照向?qū)б哉０惭b順序?qū)④浖惭b到電腦上。

3.3     建立KungFu8項(xiàng)目

運(yùn)行ChipON IDE v1.1.0，選擇工作空間地址。

新建一個(gè)項(xiàng)目。注意項(xiàng)目類型需要選擇KF8-C。進(jìn)入下一步，選擇芯片型號(hào)KF8S1101，再點(diǎn)擊下一步就建好了項(xiàng)目。

3.4     添加源文件

把提供的源程序文件（包括.c文件和.h文件）復(fù)制到新建項(xiàng)目下。鼠標(biāo)放到項(xiàng)目名上點(diǎn)右鍵，選擇粘貼，覆蓋掉原來的“main.c"文件。

選擇構(gòu)建項(xiàng)目。

將庫文件“CommutationRun.o"、“BEMF.o"粘貼到項(xiàng)目里的“Release"。

鼠標(biāo)指向項(xiàng)目名稱單擊右鍵選擇“屬性"，選擇“C/C++ 構(gòu)建"下的設(shè)置，修改 C 鏈接器 命令參數(shù)，加入“CommutationRun.o"和“BEMF.o"。

這時(shí)再選擇構(gòu)建項(xiàng)目，即可成功的生成HEX文件。

3.5     樣例程序清單

?  源程序C文件

?  源程序頭文件

3.6     庫文件

庫文件包含下面兩個(gè)文件

庫文件對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頭文件為“CommutationRun.h"和“BEMF.h"，主要聲明了庫文件中包含的兩個(gè)函數(shù),為

void BEMFFuction(void);         //感生電動(dòng)勢過零點(diǎn)檢測處理函數(shù)

void CommutationInSpect(void); //換相檢測處理函數(shù)

庫函數(shù)中變量聲明全部以“CHIPON_"開頭，程序中用的函數(shù)名不要以其開頭命名，以免出現(xiàn)重復(fù)。

庫函數(shù)中用到的公有變量有：

unsigned char fGlobe_SynchronizingRectify;//同步續(xù)流狀態(tài)標(biāo)志

unsigned char SensorlessFirstCommutation;//無傳感器模式初始換向狀態(tài)標(biāo)志

unsigned char FrontTimesAfterZeroStart;  //靜態(tài)啟動(dòng)換向次數(shù)計(jì)數(shù)器

unsigned char CntForPWMTwo;              //PWM 2 占空比

unsigned char fGlobe_SensorlessStatus;   //有無傳感器模式標(biāo)志

unsigned char Fwd_RevFlag;               //正反轉(zhuǎn)標(biāo)志

unsigned char fGlobe_MotorBrockStart;    //開始堵轉(zhuǎn)標(biāo)志

unsigned char fGlobe_MotorBrock;         //堵轉(zhuǎn)標(biāo)志

unsigned char fGlobe_Run;                //系統(tǒng)運(yùn)行標(biāo)志

unsigned char U8Globe_PwmShadow;         //PWM占空比

庫函數(shù)中用到的宏定義為：

#define HALL_PORT               P2         //霍爾信號(hào)狀態(tài)寄存器

#define   HALL_STATE_012        0x07       //hall 有效位(低三位)

4    基于KF8S1101開放套件實(shí)現(xiàn)實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)

針對(duì)實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)時(shí)，程序只需做少量的修改即可實(shí)現(xiàn)功能。

4.1     有霍爾模式、無霍爾模式選擇

樣例程序中在子函數(shù)“void InitSystem(void)"里通過檢測按鍵是否長按來選擇有霍爾模式或者無霍爾模式，實(shí)際應(yīng)用中只需把變量直接賦給所需的值即可實(shí)現(xiàn)模式選擇。目前庫文件中有霍爾模式只適合霍爾電角度為120°的電機(jī)，如果是60°電角度的話需要和我們聯(lián)系，重新提供霍爾角度為60°電角度的庫文件。

fGlobe_SensorlessStatus = 1;  //無霍爾模式fGlobe_SensorlessStatus = 0;  //有霍爾模式

4.2     電機(jī)正反轉(zhuǎn)模式選擇

樣例程序中在子函數(shù)“void FWDREV_Function(void)"里通過檢測“FWD_REV"IO口是高電平還是低判斷來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)順時(shí)針或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。實(shí)際應(yīng)用中只需把變量直接賦給所需的值即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的選擇。

SYFwd_Rev = 0;       //電機(jī)正向選擇

SYFwd_Rev = 1;       //電機(jī)反向選擇

4.3     不同類型電機(jī)參數(shù)修改

實(shí)際應(yīng)用中會(huì)涉及到不同參數(shù)的BLDC電機(jī)，只需根據(jù)電機(jī)參數(shù)修改“system.h"里的宏定義即可。

/*電流參數(shù)*/

#define  SENSOR_RES                 0.05  //電流傳感器阻值 ohm

#define  CURRENT_AMP                6.5   //電流放大器放大倍數(shù)

#define  LIMITCURERNT_REALY         1.5    // 均值電流限制值A

#define  BLOCKING _CURRENT_START_A 0.885  // 堵轉(zhuǎn)判斷電流值A

#define  RECTIFY_CURRENT_START_A   0.45   // 同步整流開始值A

#define  PEAK_CURRENT_LIM_A          4      // 峰值電流限制值A

/*電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)間,20ms周期*/

#define  BROCKTIME                 70     //堵轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器 70*20ms = 1.4s