cbb
a26dd1cc8e
- 实现循环缓冲区队列管理CAN消息接收 - 添加缓冲区满/空状态检查函数 - 实现消息出队列dequeue_rx_message功能 - 在中断处理程序中添加消息入队列机制 - 优化CAN消息处理流程，支持批量处理 refactor(motor): 优化电机控制类结构和安全机制 - 重命名PID控制器参数变量名以提高可读性 - 添加过热关机标志位thermal_shutdown和相关处理函数 - 实现过热关机shut_down_thermal和过热恢复resume_from_thermal功能 - 调整关机逻辑，添加drv_stop调用确保电机完全停止 - 修正电流环控制中的占空比设置，改为单相保持 feat(motor): 实现FOC控制算法改进和零点校准功能 - 实现电机零点校准函数calibrate_zero_position用于位置补偿 - 修正FOC控制器中的电气角度计算，集成KTH7823校准角度补偿 - 新增d轴电流计算功能 - 重构PID参数初始化方式，使用统一的电压限制配置 - 更新SVPWM相电压设置算法，改进角度归一化处理 - 修改缺省扇区输出占空比从0.0f改为0.5f以提高稳定性 fix(control): 修复控制回路方向和频率计算问题 - 修正角度控制回路中的误差计算方向 - 修正开环速度控制中的频率参数使用 - 修正速度环控制中的误差计算方向 - 修正MIT模式下多级PID控制器的参数设置和误差计算 refactor(filter): 修正编码器速度计算算法 - 移除速度计算中的冗余乘法因子2 feat(pid): 扩展PID控制器功能 - 添加reset方法用于重置PID内部状态 chore(build): 更新开发工具版本和ADC配置 - 更新csolution版本至2.13.0 - 调整ADC采样时间配置以优化性能
316 lines
11 KiB
C++
316 lines
11 KiB
C++
#include "Timer.h"
|
||
#include "Can.h"
|
||
#include "FOC.h"
|
||
#include "Timer.h"
|
||
#include "gd32c10x.h"
|
||
#include "gd32c10x_gpio.h"
|
||
#include "gd32c10x_misc.h"
|
||
#include "gd32c10x_rcu.h"
|
||
#include "gd32c10x_timer.h"
|
||
#include "initial.h"
|
||
|
||
volatile u32 total_us100_counter = 0; // 总计数器，每 100 微秒增加 1
|
||
extern u16 adc_value[7];
|
||
extern FOC_Controller FOC;
|
||
extern TaskScheduler scheduler;
|
||
extern CAN_transmiter CAN0_transmiter;
|
||
// 添加系统运行时间计数器
|
||
extern u32 cnt_test;
|
||
|
||
// 任务调度查找表 - 每 100us 执行的任务 (1ms 周期内)
|
||
static const u32 task_schedule_100us[10] = {
|
||
(1u << TASK_MCU_TEMP_UPDATE), // 0: MCU 温度更新
|
||
(1u << TASK_DRV_TEMP_UPDATE), // 1: 驱动温度更新
|
||
(1u << TASK_VBUS_UPDATE), // 2: 电压更新
|
||
0, // 3: 空闲
|
||
0, // 4: 空闲
|
||
0, // 5: 空闲
|
||
0, // 6: 空闲
|
||
0, // 7: 空闲
|
||
0, // 8: 空闲
|
||
(1u << TASK_CAN_TRANSMIT) // 9: CAN 发送
|
||
};
|
||
|
||
// 任务调度查找表 - 每 1ms 执行的任务 (10ms 周期内)
|
||
static const u32 task_schedule_1ms[10] = {
|
||
(1u << TASK_THERMAL_CONTROL), // 0: 热量控制
|
||
(1u << TASK_MAGNETIC_CHECK), // 1: 磁感应强度检测
|
||
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // 空闲
|
||
};
|
||
|
||
// 任务调度查找表 - 每 10ms 执行的任务 (100ms 周期内)
|
||
static const u32 task_schedule_10ms[10] = {
|
||
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // 当前无任务，预留扩展
|
||
};
|
||
|
||
// 任务调度查找表 - 每 100ms 执行的任务 (1s 周期内)
|
||
static const u32 task_schedule_100ms[10] = {
|
||
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // 当前无任务，预留扩展
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 设置引脚中断优先级
|
||
* @return void
|
||
*
|
||
* 设置引脚中断优先级
|
||
*/
|
||
void nvic_config(void) {
|
||
/* 设置 NVIC 优先级分组，1 位抢占优先级，3 位响应优先级 */
|
||
nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);
|
||
/* 使能 TIMER2 中断，设置抢占优先级为 1，子优先级为 1 */
|
||
nvic_irq_enable(TIMER2_IRQn, 0, 1);
|
||
nvic_irq_enable(TIMER1_IRQn, 0, 2);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 配置定时器 2-任务管理
|
||
* @return void
|
||
*
|
||
* 配置定时器 2，用于定时执行 FOC 控制、采样、CAN 发送等任务
|
||
*/
|
||
void TIMER2_config(void) {
|
||
/* ----------------------------------------------------------------------------
|
||
TIMER2 Configuration:
|
||
TIMER2CLK = SystemCoreClock/120 = 1MHz, the period is 100us(100/1000000 =
|
||
100us).
|
||
----------------------------------------------------------------------------
|
||
*/
|
||
timer_parameter_struct timer_struct;
|
||
|
||
/* 使能 TIMER2 时钟 */
|
||
rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER2);
|
||
|
||
/* 复位 TIMER2 外设到默认状态 */
|
||
timer_deinit(TIMER2);
|
||
/* 初始化 TIMER 初始化参数结构体 */
|
||
timer_struct_para_init(&timer_struct);
|
||
/* TIMER2 配置参数设置 */
|
||
timer_struct.prescaler =
|
||
TIMER2_PRESCALER; /* 预分频值：120 分频 (从 0 开始计数) */
|
||
timer_struct.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE; /* 边沿对齐模式 */
|
||
timer_struct.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP; /* 向上计数模式 */
|
||
timer_struct.period =
|
||
TIMER2_PERIOD; /* 自动重装载值：100 次计数 (从 0 开始计数) */
|
||
timer_struct.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1; /* 时钟分频值：1 分频 */
|
||
timer_init(TIMER2, &timer_struct);
|
||
|
||
/* 清除更新中断标志位 */
|
||
timer_interrupt_flag_clear(TIMER2, TIMER_INT_FLAG_UP);
|
||
/* 使能更新中断 */
|
||
timer_interrupt_enable(TIMER2, TIMER_INT_UP);
|
||
|
||
/* 使能 TIMER2 */
|
||
timer_enable(TIMER2);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 配置 TIMER2-任务管理中断
|
||
* @return void
|
||
*/
|
||
void User_timer_init(void) {
|
||
/* 配置 TIMER2 */
|
||
TIMER2_config();
|
||
/* 配置 TIMER2 中断 */
|
||
nvic_config();
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief TIMER2-任务管理中断处理函数 (优化版)
|
||
* @return void
|
||
* @note 使用查找表替代多层 switch-case，减少代码复杂度和执行时间
|
||
* 中断周期：50us
|
||
* - 每 50us: 电机控制任务 (角度、速度更新)
|
||
* - 每 100us: 传感器采样、CAN 通信
|
||
* - 每 1ms: 热量控制、磁检
|
||
* - 每 10ms/100ms/1s: 预留扩展任务
|
||
*/
|
||
void TIMER2_IRQHandler(void) {
|
||
// 快速路径：检查并清除中断标志
|
||
if (timer_interrupt_flag_get(TIMER2, TIMER_INT_UP) == RESET) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
timer_interrupt_flag_clear(TIMER2, TIMER_INT_UP);
|
||
|
||
// 固定任务：每 50us 执行电机控制
|
||
scheduler.taskFlags |= (1u << TASK_ANGLE_UPDATE) |
|
||
(1u << TASK_VELOCITY_UPDATE) |
|
||
(1u << TASK_MOTOR_CONTROL);
|
||
|
||
// 每 100us 执行一次的任务（使用位运算替代布尔变量）
|
||
static u32 call_counter = 0;
|
||
call_counter++;
|
||
|
||
if ((call_counter & 1u) == 0u) { // 偶数次调用（每 100us）
|
||
// 使用查找表设置 1ms 周期内的任务
|
||
scheduler.taskFlags |= task_schedule_100us[total_us100_counter];
|
||
|
||
total_us100_counter++;
|
||
if (total_us100_counter >= 10u) {
|
||
total_us100_counter = 0;
|
||
|
||
// 每 1ms 执行的任务
|
||
static u32 ms1_counter = 0;
|
||
ms1_counter++;
|
||
if (ms1_counter >= 10u) {
|
||
ms1_counter = 0;
|
||
|
||
// 每 10ms 执行的任务
|
||
static u32 ms10_counter = 0;
|
||
ms10_counter++;
|
||
if (ms10_counter >= 10u) {
|
||
ms10_counter = 0;
|
||
|
||
// 每 100ms 执行的任务
|
||
static u32 ms100_counter = 0;
|
||
ms100_counter++;
|
||
if (ms100_counter >= 10u) {
|
||
ms100_counter = 0;
|
||
// 每 1s 任务预留位置
|
||
}
|
||
scheduler.taskFlags |= task_schedule_100ms[ms100_counter];
|
||
}
|
||
scheduler.taskFlags |= task_schedule_10ms[ms10_counter];
|
||
}
|
||
scheduler.taskFlags |= task_schedule_1ms[ms1_counter];
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief TIMER1-PWM GPIO 配置函数
|
||
*/
|
||
void timer1_gpio_config(void) {
|
||
// 时钟使能
|
||
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
|
||
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
|
||
rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
|
||
rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER1);
|
||
|
||
// TIMER1 GPIO 初始化
|
||
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0);
|
||
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_1);
|
||
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_2);
|
||
|
||
gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,
|
||
GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_12);
|
||
gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_0);
|
||
gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_12);
|
||
|
||
/* 配置 TIMER1 完全重映射*/
|
||
gpio_pin_remap_config(GPIO_TIMER1_FULL_REMAP, DISABLE);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief TIMER1-PWM 配置函数
|
||
*/
|
||
void timer1_pwm_config(void) {
|
||
timer_parameter_struct timer_initpara;
|
||
timer_oc_parameter_struct timer_ocinitpara;
|
||
|
||
// 使能 TIMER1 时钟
|
||
rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER1);
|
||
|
||
// 复位 TIMER1
|
||
timer_deinit(TIMER1);
|
||
|
||
// 配置 TIMER1 基本参数
|
||
timer_struct_para_init(&timer_initpara);
|
||
timer_initpara.prescaler = TIMER1_PRESCALER; // 预分频器
|
||
timer_initpara.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP; // 向上计数
|
||
timer_initpara.period = TIMER1_PERIOD; // 计数周期
|
||
timer_initpara.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1;
|
||
timer_init(TIMER1, &timer_initpara);
|
||
|
||
// 配置通道输出参数
|
||
timer_channel_output_struct_para_init(&timer_ocinitpara);
|
||
timer_ocinitpara.outputstate = TIMER_CCX_ENABLE;
|
||
timer_ocinitpara.ocpolarity = TIMER_OC_POLARITY_HIGH;
|
||
|
||
// 配置三个通道为 PWM 模式
|
||
timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_0, &timer_ocinitpara);
|
||
timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_1, &timer_ocinitpara);
|
||
timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_2, &timer_ocinitpara);
|
||
|
||
// 配置第四个通道 (CH3) 用于在 PWM 周期 x% 位置触发中断
|
||
timer_ocinitpara.outputstate =
|
||
TIMER_CCX_DISABLE; // 不输出 PWM 波形，仅用于触发中断
|
||
timer_ocinitpara.ocpolarity = TIMER_OC_POLARITY_HIGH;
|
||
timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_3, &timer_ocinitpara);
|
||
|
||
// 设置 PWM 模式和占空比
|
||
timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_0, TIMER_OC_MODE_PWM0);
|
||
timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_1, TIMER_OC_MODE_PWM0);
|
||
timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_2, TIMER_OC_MODE_PWM0);
|
||
timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_3,
|
||
TIMER_OC_MODE_PWM0); // CH3 也设为 PWM 模式
|
||
|
||
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_0,
|
||
TIMER1_DEFAULT_PULSE);
|
||
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_1,
|
||
TIMER1_DEFAULT_PULSE);
|
||
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_2,
|
||
TIMER1_DEFAULT_PULSE);
|
||
// 设置 CH3 比较值为 PWM 周期 x% 位置
|
||
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_3,
|
||
TIMER1_CH3_COMPARE_VALUE);
|
||
|
||
// 使能主输出和自动重载
|
||
timer_primary_output_config(TIMER1, ENABLE);
|
||
timer_auto_reload_shadow_enable(TIMER1);
|
||
|
||
// 使能 CH3 比较中断
|
||
timer_interrupt_enable(TIMER1, TIMER_INT_CH3);
|
||
|
||
// 启动 TIMER1
|
||
timer_enable(TIMER1);
|
||
}
|
||
|
||
// 添加 TIMER1-PWM 中断处理函数
|
||
/**
|
||
* @brief TIMER1 中断处理函数
|
||
* @return void
|
||
*/
|
||
void TIMER1_IRQHandler(void) {
|
||
// 检查 CH3 比较中断标志并处理
|
||
if (timer_interrupt_flag_get(TIMER1, TIMER_INT_FLAG_CH3) != RESET) {
|
||
// 清除 CH3 比较中断标志
|
||
timer_interrupt_flag_clear(TIMER1, TIMER_INT_FLAG_CH3);
|
||
|
||
scheduler.taskFlags |= (1 << TASK_CURRENT_UPDATE);
|
||
// 例如触发 ADC 采样或其他操作
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/*!
|
||
\brief set PWM
|
||
\param[in] channel: TIMER_CH_0/TIMER_CH_1/TIMER_CH_2/TIMER_CH_3 (valid
|
||
values: 0, 1, 2, 3)
|
||
\param[in] pulse: PWM pulse value
|
||
\param[out] none
|
||
\retval none
|
||
\note The channel parameter must be between 0 and 3 inclusive.
|
||
*/
|
||
void Set_Pwm(u16 channel, float duty_cycle) {
|
||
float pulse = duty_cycle * TIMER1_PERIOD;
|
||
|
||
if (channel <= 3) {
|
||
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, channel, pulse);
|
||
} else {
|
||
} // Ensure channel is within valid range
|
||
}
|
||
|
||
/*!
|
||
\brief set PWM
|
||
\param[in] channel: TIMER_CH_0/TIMER_CH_1/TIMER_CH_2/TIMER_CH_3 (valid
|
||
values: 0, 1, 2, 3)
|
||
\param[in] pulse: PWM pulse value
|
||
\param[out] none
|
||
\retval none
|
||
\note The channel parameter must be between 0 and 3 inclusive.
|
||
*/
|
||
void Set_3Pwm(float duty_cycle0, float duty_cycle1, float duty_cycle2) {
|
||
// 直接写寄存器
|
||
TIMER_CH0CV(TIMER1) = (uint32_t)(duty_cycle0 * TIMER1_PERIOD);
|
||
TIMER_CH1CV(TIMER1) = (uint32_t)(duty_cycle1 * TIMER1_PERIOD);
|
||
TIMER_CH2CV(TIMER1) = (uint32_t)(duty_cycle2 * TIMER1_PERIOD);
|
||
} |