直流无刷电机速度检测采用什么方式采集脉冲数更好？

特朗姆斯 · 发表于 2016-8-24 11:04:44

本帖最后由特朗姆斯于 2016-8-24 15:12 编辑

直流无刷电机控制方式比较简单，直接用PWM控制速度即可。

目前碰到的问题是在相同的PWM占空比下，两个相同的电机真实呈现的速度不一样，因此我想到了利用速度检测功能来对其进行校准。但是速度检测功能令我很头疼，目前采用的是把速度检测引脚连接到I/O引脚，用外部中断的方式采集一秒钟内的脉冲数来进行判断。按原子哥的说法是这种方式会使ARM频繁进入中断，不是理想的实现方式。

想到过用定时器捕获输入的方式，看完datasheet中关于定时器捕获输入的内容，似乎也是要通过中断来实现脉冲捕获，那和我使用的外部中断采集没有区别。

另外还有看到定时器外部时钟模式2，可以通过TIMx_CHx引脚触发开始计数，通过TIMx_ETR引脚来对脉冲进行计数。使用这种模式虽然可以不使用中断，但是要占用两个定时器，这两个定时器还必须是有TIMx_ETR引脚的高级定时器，加上额外的I/O资源开销似乎也是得不偿失。

目前研究下来差不多是上述情况，希望有大神给予指引。

ps：我用的直流无刷电机有配套的控制器，ARM采集的脉冲数由控制器发出。

yyx112358 · 发表于 2016-8-24 11:04:45

特朗姆斯发表于 2016-8-24 13:57
可能是我没讲清楚，我用了一个控制器控制直流无刷电机，这个控制器会返回脉冲数。

我想要统计1s内采 ...

我以前试过，这个方法至少可以测到5Hz~25MHz的频率，精度0.03%以下
[mw_shl_code=c,true]//TIM7->100ms
//TIM2_CH2->PB3
void TIM_Cnt_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

TIM_DeInit(TIM2);
TIM_DeInit(TIM7);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2|RCC_APB1Periph_TIM7,ENABLE);    //TIM2时钟使能
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PORTA时钟
//IO
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //GPIOA0
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_25MHz; //速度100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; //下拉
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //初始化PA0

GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_TIM2); //PA0复用位定时器5
//TIM2配置
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=0;  //定时器分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=0xFFFFFFFF; //自动重装载值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);

TIM_TIxExternalClockConfig(TIM2,TIM_TIxExternalCLK1Source_TI2,TIM_ICPolarity_Rising,0);//外部时钟源
//TIM7 100ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=18000-1;  //定时器分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1000-1; //自动重装载值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM7,&TIM_TimeBaseStructure);
//中断
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM7_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;//抢占优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器、
TIM_ITConfig(TIM7,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC1IE捕获中断

TIM_Cmd(TIM7,ENABLE ); //使能定时器5
  TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); //使能定时器5
}
volatile u32 TIM_ExtCntFreq;
u32 TIM7_LastCnt;
void TIM7_IRQHandler(void)
{
char str[32];
TIM_ExtCntFreq=(TIM2->CNT-TIM7_LastCnt)*10;
sprintf(str,"%3.3f",TIM_ExtCntFreq/1000.0);//必须加这一句，莫明其妙
TIM7_LastCnt=TIM2->CNT;
TIM_ClearITPendingBit(TIM7,TIM_IT_Update);
}[/mw_shl_code]

无休 · 发表于 2016-8-24 11:09:18

定时器有主从模式，用主定时器来给从定时器提供时钟，这样主定时器每产生一个脉冲，从定时器计数一次，即你所需的脉冲数

特朗姆斯 · 发表于 2016-8-24 11:16:43

无休发表于 2016-8-24 11:09
定时器有主从模式，用主定时器来给从定时器提供时钟，这样主定时器每产生一个脉冲，从定时器计数一次，即你 ...

脉冲是由直流无刷电机提供的，不是主定时器提供脉冲

无休 · 发表于 2016-8-24 11:21:58

特朗姆斯发表于 2016-8-24 11:16
脉冲是由直流无刷电机提供的，不是主定时器提供脉冲

脉冲怎么会是由电机提供的，电机可以给自身提供脉冲？你用了编码器的吧？

yyx112358 · 发表于 2016-8-24 11:26:10

配置两个定时器，定时器a设置为外部时钟计数器模式，定时器b设置为定时器（比如50ms溢出一次），然后定时器b中断函数中统计定时器a在这段时间内的增量就行

止天 · 发表于 2016-8-24 11:34:45

本帖最后由止天于 2016-8-24 11:35 编辑

定时器捕获输入可以用dma 我用过，
计数模式只是用频率低的

特朗姆斯 · 发表于 2016-8-24 13:53:00

无休发表于 2016-8-24 11:21
脉冲怎么会是由电机提供的，电机可以给自身提供脉冲？你用了编码器的吧？

对，用了一个控制器

特朗姆斯 · 发表于 2016-8-24 13:54:31

止天发表于 2016-8-24 11:34
定时器捕获输入可以用dma 我用过，
计数模式只是用频率低的

DMA的话还是要用到中断，我的整个工程要跑RTOS，频繁中断不妥

特朗姆斯 · 发表于 2016-8-24 13:57:09

yyx112358 发表于 2016-8-24 11:26
配置两个定时器，定时器a设置为外部时钟计数器模式，定时器b设置为定时器（比如50ms溢出一次），然后定时器 ...

可能是我没讲清楚，我用了一个控制器控制直流无刷电机，这个控制器会返回脉冲数。

我想要统计1s内采集的脉冲数来获得速度值，目前困惑于如何去采集更佳

无休 · 发表于 2016-8-24 15:21:14

无休发表于 2016-8-24 11:21
脉冲怎么会是由电机提供的，电机可以给自身提供脉冲？你用了编码器的吧？

我觉得你方向走错了！不应该去考虑速度上的一致，首先是这种方式受电机单个特性影响，而电机随着工作时间的不同，也会表现出不同的性能，也会受电源的影响，其次你得到的速度也不一定是准确的，这要考虑到时间的问题，比较复杂。建议不采用这种方式，如果两个电机速度不一样可以考虑PID调节，这样两个电机才有可能实现一种速度同步