cubemx pwm dma_【电机控制】STM32使用TIM触发ADC,CUBEMX配置(用于方波电流采样)

本文探讨电机控制中电流采样的重要性,特别是方波控制的实时电流采样。通过CUBEMX配置,使用TIM触发ADC,在PWM高电平中间点进行电流采样,以确保获取真实的电机电流。文中详细解释了如何设置TIM1、TIM15和ADC,包括PWM模式、触发源选择和DMA配置,确保在每个PWM周期的正确时刻进行一次电流采样。

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前言

不仅是做FOC的电流环,有时候方波的电流环控制也会需要进行实时电流采样的需求,这就需要精确控制采样时间与采样点,因此电流采样是电机控制的重中之重,这一个环节非常重要。电流环一般是在每个PWM周期都进行一次的,所以频率较高,有些人做了平均电流的电流环,频率低些,有些人是用瞬时电流值来做电流环,也就是电流环的周期就等于PWM的周期。电机的PWM周期一般都是15K以上(这是由于15K频率是人耳能听到的最高频率范围,超过15K,人耳就听不到那个高频的声音了,在静音方面也有这方面的原因)。因此本章就来讨论一下,如果方波控制也在每个PWM周期都进行电流采样的话,应该如何配置。

这里以BLDC方波控制的电流采样为例,详细讲述使用CUBEMX配置结合寄存器如何操作电流采样,为后续的电流环做准备。后续做FOC就是需要SVPWM的电流采样,各位不要着急,等待发布新文章。


首先,我们要明确电流环的采样点到底是在哪,如果是随机进行的ADC采样,那么电流采样点就会随机出现在相对于PWM的任意时刻,要知道,电流在PWM为高时是上升的,在PWM为低时是下降的,甚至有可能为0,如果这样操作,多组数据平均一下,就是平均电流,但这样不是我们要的电流环,我们要的电流环需要瞬时电流。因此采样点需要固定在PWM发波的高电平的中间,要知道MOS管在打开时是有一个尖端脉冲的,此时采样易受干扰,因此放在中间,示意图如下:

<think>好的,用户想了解如何使用示波器检测STM32F407基于标准库的定时器触发ADC采样的频率。首先,我需要回忆一下STM32F407的定时器和ADC模块的工作方式。 首先,定时器触发ADC采样通常是通过配置定时器的某个通道产生PWM信号,然后在特定时间点触发ADC转换。用户提到使用标准库,所以需要参考标准库的配置步骤。 接下来,用户需要用示波器检测这个触发信号的频率。关键点在于确定哪个引脚输出这个触发信号。通常,定时器的PWM输出会映射到某个GPIO引脚,比如TIM3的通道1可能对应PA6或PB4,具体取决于复用功能配置。用户需要确认硬件连接,确保示波器的探头接在正确的引脚上。 然后,配置定时器的时候,需要设置预分频器(PSC)和自动重载(ARR)来生成所需的频率。例如,如果系统时钟是84MHz,PSC设为83,ARR设为999,那么定时器频率是84MHz/(83+1)/(999+1)=1kHz。这时候PWM输出的频率应该也是1kHz,示波器可以测量这个频率来确认ADC触发频率是否正确。 另外,ADC采样率可能还受到采样时间和转换时间的限制。用户需要确保定时器触发的频率不超过ADC的最大转换速率。例如,如果ADC的转换时间为1us,那么最大采样率是1MHz,但实际应用中可能会更低。 可能的问题点包括定时器配置错误、GPIO引脚复用功能未正确设置、示波器探头接触不良等。用户需要逐步检查这些配置,并通过示波器观察波形是否存在,频率是否符合预期。 最后,还需要考虑ADC触发方式是否正确设置为定时器触发,以及DMA是否配置正确,以确保采样数据能够被正确传输和处理。如果用户没有正确启用触发源,ADC可能无法按预期工作,示波器自然检测不到信号。 总结步骤应该是:配置定时器生成PWM触发信号→确定输出引脚→连接示波器→测量频率→验证ADC采样。同时,需要注意时钟树配置和分频计算,确保定时器输出频率准确。</think>### STM32F407标准库定时器触发ADC采样频率的示波器检测方法 #### 1. 定时器配置(生成触发信号) - **定时器模式**:配置PWM输出模式或触发输出模式(如定时器主模式输出触发信号)。 - **频率计算**: 若系统时钟为$84\text{MHz}$,预分频器$PSC=83$,自动重载$ARR=999$,则触发频率为: $$f_{\text{trigger}} = \frac{84\text{MHz}}{(PSC+1) \times (ARR+1)} = \frac{84\times10^6}{84 \times 1000} = 1\text{kHz}$$ - **代码片段**: ```c TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStruct; TIM_InitStruct.TIM_Prescaler = 83; // PSC TIM_InitStruct.TIM_Period = 999; // ARR TIM_InitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_InitStruct); TIM_SelectOutputTrigger(TIM3, TIM_TRGOSource_Update); // 设置触发输出 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); ``` #### 2. ADC配置(外部触发模式) - **触发源选择**:配置ADC为外部定时器触发(如TIM3_TRGO)。 - **代码片段**: ```c ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct; ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T3_TRGO; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct); ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE); ``` #### 3. 示波器检测方法 - **信号连接**: 1. **直接检测触发信号**:将示波器探头连接到定时器触发输出对应的GPIO引脚(如TIM3_CH1对应的PA6或PB4)。 2. **间接检测ADC转换标志**:通过检测ADC转换完成中断信号或DMA请求信号(需硬件飞线或利用备用引脚输出标志信号)。 - **测量参数**: - **频率**:观察波形周期$T$,计算$f=1/T$。 - **占空比**:验证是否为单次触发脉冲(通常为短脉冲)。 #### 4. 验证调试 - **时钟一致性检查**:确认系统时钟、APB1总线时钟定时器时钟配置匹配[^2]。 - **分频误差处理**:若实测频率理论偏差较大,检查$PSC$和$ARR$是否为整数分频。 - **抗干扰措施**:缩短探头接地线,避免高频噪声干扰测量。 #### 示例波形 - **理想触发信号**:周期性脉冲(如$1\text{kHz}$方波)。 - **异常情况**:无信号(检查GPIO复用配置)、频率漂移(检查时钟源稳定性)。
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