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刘工 / 4008_FOC_HID

forked from ValentineHP / 4008_FOC_HID 
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README
MulanPSL-2.0

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一. 硬件设计

主控 : STM32G431CBT6

稳压芯片: AMS1117-3.3

升压芯片: MT3608(5V升压12V,最大电流支持2A)

电流采样芯片: INV199A1DCKR(两相)

电机驱动芯片: DRV8313

采用type-c接口供电以及进行usb通讯,2.54弯针接口进行ST-Link下载程序,另外提供了一个PH2.0-3接口(本人用来驱动ws2812),采用两层板设计。

pcb描述图-反面 pcb描述图-正面 整体图

二. 软件设计

(1).STM32平台软件设计
1. AS5600参数校准

通过IIC接口读取0x0F和0x0E两个寄存器,可以得到电机的机械角度,此时电机的零角度与AS5600读出的零角度可能不对应,需要进行校准。

将电机旋转到你预想0°的位置,设置foc角度为0°,可以将Ud设置大一点,然后上电,可以看到电机有个微小的偏移,此时读出AS5600的角度值X1,作为机械角度零偏值。然后将foc角度设置为90°,上电,再次读出AS5600的角度值X2,那么就可以确定电机的极对数 = (360 / ((X2 -X1)*4))。电角度和机械角度的转换关系就可以确定下来了。

2. USB协议设计

与PC平台通讯将采用HID复合设备的显示,共两个接口。

第一个为自定义的HID,每个数据包为8bytes,用来进行数据交互。

第二个为HID键盘,配合电机可以发送一些对应的按键,例如: 暂停、切歌、调节音量等等。

(2). QT平台软件设计
1. USB协议

采用开源库hidapi进行设计,通过PID和VID锁定设备,然后对接口0进行读写,接口1不管。

2. 串口协议

同样支持通过串口进行交互

2. OpenGL 电机模型

采用OpenGL库读取电机3D模式obj文件,然后将其显示在界面中,与电机旋转位置保持一致。

(3). 通讯协议

一个数据包为8字节,首字节恒为0xef,尾字节恒为0xab,中间六个字节为有效数据部分。

1. 公共参数

上位机发送

功能码 参数码 数值4 数值3 数值2 数值1
0x12 0x20(运行模式) 0 0 0 模式
0x12 0x2a(Uq) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x12 0x2b(Ud) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x12 0x2c(速度) float高位 float低三位 float低二位 float低位

上位机接收

功能码 参数码 数值4 数值3 数值2 数值1
0x14 0x2a(Uq) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x14 0x2b(Ud) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x14 0x2c(速度) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x14 0x2d(角度) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x14 0x2e(Iq电流) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x14 0x2f(Id电流) float高位 float低三位 float低二位 float低位
2. 位置控制

上位机发送

功能码 参数码 数值4 数值3 数值2 数值1
0x22 0x1a(设置角度) 0 0 角度高8位 角度低8位
0x22 0x1b(设置P) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x22 0x1c(设置I) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x22 0x1d(设置D) float高位 float低三位 float低二位 float低位

上位机接收

功能码 参数码 数值4 数值3 数值2 数值1
0x24 0x1b(接收P) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x24 0x1c(接收I) float高位 float低三位 float低二位 float低位
0x24 0x1d(接收D) float高位 float低三位 float低二位 float低位
3. 开环控制

上位机发送

功能码 参数码 数值4 数值3 数值2 数值1
0x32 0x1a(设置运动方向) 0 0 0 方向(0-顺时针,1-逆时针)
木兰宽松许可证, 第2版 木兰宽松许可证, 第2版 2020年1月 http://license.coscl.org.cn/MulanPSL2 您对“软件”的复制、使用、修改及分发受木兰宽松许可证,第2版(“本许可证”)的如下条款的约束: 0. 定义 “软件”是指由“贡献”构成的许可在“本许可证”下的程序和相关文档的集合。 “贡献”是指由任一“贡献者”许可在“本许可证”下的受版权法保护的作品。 “贡献者”是指将受版权法保护的作品许可在“本许可证”下的自然人或“法人实体”。 “法人实体”是指提交贡献的机构及其“关联实体”。 “关联实体”是指,对“本许可证”下的行为方而言,控制、受控制或与其共同受控制的机构,此处的控制是指有受控方或共同受控方至少50%直接或间接的投票权、资金或其他有价证券。 1. 授予版权许可 每个“贡献者”根据“本许可证”授予您永久性的、全球性的、免费的、非独占的、不可撤销的版权许可,您可以复制、使用、修改、分发其“贡献”,不论修改与否。 2. 授予专利许可 每个“贡献者”根据“本许可证”授予您永久性的、全球性的、免费的、非独占的、不可撤销的(根据本条规定撤销除外)专利许可,供您制造、委托制造、使用、许诺销售、销售、进口其“贡献”或以其他方式转移其“贡献”。前述专利许可仅限于“贡献者”现在或将来拥有或控制的其“贡献”本身或其“贡献”与许可“贡献”时的“软件”结合而将必然会侵犯的专利权利要求,不包括对“贡献”的修改或包含“贡献”的其他结合。如果您或您的“关联实体”直接或间接地,就“软件”或其中的“贡献”对任何人发起专利侵权诉讼(包括反诉或交叉诉讼)或其他专利维权行动,指控其侵犯专利权,则“本许可证”授予您对“软件”的专利许可自您提起诉讼或发起维权行动之日终止。 3. 无商标许可 “本许可证”不提供对“贡献者”的商品名称、商标、服务标志或产品名称的商标许可,但您为满足第4条规定的声明义务而必须使用除外。 4. 分发限制 您可以在任何媒介中将“软件”以源程序形式或可执行形式重新分发,不论修改与否,但您必须向接收者提供“本许可证”的副本,并保留“软件”中的版权、商标、专利及免责声明。 5. 免责声明与责任限制 “软件”及其中的“贡献”在提供时不带任何明示或默示的担保。在任何情况下,“贡献者”或版权所有者不对任何人因使用“软件”或其中的“贡献”而引发的任何直接或间接损失承担责任,不论因何种原因导致或者基于何种法律理论,即使其曾被建议有此种损失的可能性。 6. 语言 “本许可证”以中英文双语表述,中英文版本具有同等法律效力。如果中英文版本存在任何冲突不一致,以中文版为准。 条款结束 如何将木兰宽松许可证,第2版,应用到您的软件 如果您希望将木兰宽松许可证,第2版,应用到您的新软件,为了方便接收者查阅,建议您完成如下三步: 1, 请您补充如下声明中的空白,包括软件名、软件的首次发表年份以及您作为版权人的名字; 2, 请您在软件包的一级目录下创建以“LICENSE”为名的文件,将整个许可证文本放入该文件中; 3, 请将如下声明文本放入每个源文件的头部注释中。 Copyright (c) [Year] [name of copyright holder] [Software Name] is licensed under Mulan PSL v2. You can use this software according to the terms and conditions of the Mulan PSL v2. You may obtain a copy of Mulan PSL v2 at: http://license.coscl.org.cn/MulanPSL2 THIS SOFTWARE IS PROVIDED ON AN "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OF ANY KIND, EITHER EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO NON-INFRINGEMENT, MERCHANTABILITY OR FIT FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the Mulan PSL v2 for more details. Mulan Permissive Software License,Version 2 Mulan Permissive Software License,Version 2 (Mulan PSL v2) January 2020 http://license.coscl.org.cn/MulanPSL2 Your reproduction, use, modification and distribution of the Software shall be subject to Mulan PSL v2 (this License) with the following terms and conditions: 0. Definition Software means the program and related documents which are licensed under this License and comprise all Contribution(s). Contribution means the copyrightable work licensed by a particular Contributor under this License. Contributor means the Individual or Legal Entity who licenses its copyrightable work under this License. Legal Entity means the entity making a Contribution and all its Affiliates. Affiliates means entities that control, are controlled by, or are under common control with the acting entity under this License, ‘control’ means direct or indirect ownership of at least fifty percent (50%) of the voting power, capital or other securities of controlled or commonly controlled entity. 1. Grant of Copyright License Subject to the terms and conditions of this License, each Contributor hereby grants to you a perpetual, worldwide, royalty-free, non-exclusive, irrevocable copyright license to reproduce, use, modify, or distribute its Contribution, with modification or not. 2. 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END OF THE TERMS AND CONDITIONS How to Apply the Mulan Permissive Software License,Version 2 (Mulan PSL v2) to Your Software To apply the Mulan PSL v2 to your work, for easy identification by recipients, you are suggested to complete following three steps: i Fill in the blanks in following statement, including insert your software name, the year of the first publication of your software, and your name identified as the copyright owner; ii Create a file named “LICENSE” which contains the whole context of this License in the first directory of your software package; iii Attach the statement to the appropriate annotated syntax at the beginning of each source file. Copyright (c) [Year] [name of copyright holder] [Software Name] is licensed under Mulan PSL v2. You can use this software according to the terms and conditions of the Mulan PSL v2. You may obtain a copy of Mulan PSL v2 at: http://license.coscl.org.cn/MulanPSL2 THIS SOFTWARE IS PROVIDED ON AN "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OF ANY KIND, EITHER EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO NON-INFRINGEMENT, MERCHANTABILITY OR FIT FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the Mulan PSL v2 for more details.

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