【经验】使用国产微控制器N32G455在1小时内搭建双FOC电机控制平台
本文通过五个步骤的介绍，让用户从零开始在1小时内快速搭建基于国民技术微控制器N32G455的双FOC电机控制平台，实现双电机同时稳定启动并运行。
图1: 国民技术双FOC电机平台搭建步骤
第一步：搭建工作环境
国民技术N32G455双FOC电机控制评估套件由控制板和双FOC电机驱动板（单电阻/双电阻）组成，用于系列电机主控芯片在电机控制领域的应用开发调试。
1，硬件环境
首先参照《N32G455x FOC双电机开发套件使用说明》准备好图2所示硬件环境：
1）评估套件供电
控制板可通过跳线选择用USB（NS-LINK）接口供电还是驱动板供电。
2）评估套件调试
控制板自带国民技术自主研发的调试接口NS-LINK（带虚拟串口功能），无需外接J-LINK或者ULINK，即可实现在线调试、下载固件、发送指令及实时监控。
图2: 验证平台硬件环境
2，软件环境
国民技术MCU开发环境推荐采用MDK 5.21a及以上编译器版本进行开发，安装国民技术N32G455x芯片的Pack包，打开电机固件，整个软件框架包含4个部分：硬件驱动库、APP、FOC和Lib。图3为软件源码工程文件示例。
图3: 验证平台软件环境
第二步：配置固件参数
需要配置电机参数和开发板硬件参数
1，电机参数
➤ 针对无感模型参考自适应（MRAS）算法需要配置电机极对数、相电阻、相电感、磁链等参数；
➤ 针对无感增强型滑变结构观测（SMO）算法需要配置电机极对数、相电阻、相电感等参数。
根据电机厂商提供的规格参数，或根据《N32G455xFOC双电机开发套件使用说明(单/双电阻)》中提供的方法，测量电机参数。将相应的电机参数填入如下UserParam.h头文件定义中。
图4: N32G455FOC双电机开发套件（双电阻）示例
2，开发板参数
➤ 根据MCU主频，电机的载波频率，确认电机驱动板的直流母线电压参数；
➤ 根据控制板的OPAMP放大倍数及采样电阻，确认电流基值参数。
图5: N32G455FOC双电机开发套件（双电阻）示例
第三步：选择角度计算方法
套件当前支持无感模型参考自适应（MRAS）、无感增强型滑变结构观测（SMO）、HALL有感以及开环角度等计算方法。
➤ 若知道电机极对数、相电阻、相电感及磁链等参数可选择MRAS；
➤ 若知道电机极对数、相电阻、相电感等参数可选择SMO；
➤ 若带有感位置霍尔传感器可选择“HALL有感”；
➤ 若不确定电机参数，可选择开环角度计算方法（对无感FOC）。
图6：N32G455FOC双电机开发套件（双电阻）示例
第四步：选择工作模式
➤若以速度控制为目标，转矩变化，可选择速度模式；
➤若以转矩控制为目标，速度变化，可选择转矩模式。
图7：N32G455FOC双电机开发套件（双电阻）示例
第五步：启动电机
此开发套件支持三种电机启动方式：
● MDK Debug启动
MDK软件进入调试模式，通过在MDK软件的Watch窗口设置motor_I[0].SoftStartStopCtrl=1或0，控制1号电机的启动或者停止；设置motor_I[1].SoftStartStopCtrl=1或0，控制2号电机启动或者停止。
● 开发板启停键启动
在UserParam.h文件里打开#define PCBA_SPEED_DEMO的宏定义，可以直接通过板载按键启动双电机，通过载板电位器对双电机进行调速。
● 通过NS-LINK接口连接PC工具直接启动
运行国民技术提供的PC工具软件NS_MotorControl.exe，选择相应的NS-LINK串口，然后利用该PC工具即可对双电机进行各种操作，包括启停电机、调试PI参数、图形化地观测速度等内部变量。
电机启动之后，用户就可以开始进行电机的正反转观测、加减速度观测、相电流观测、电机角度观测，电机正常运行时的相电流波形观测、FOC执行时间测量、带载正反转切换电流波形观测等一系列测试验证工作了。
多FOC电机控制开发套件可实现的功能如下图：
图8：国民技术多FOC电机控制开发套件功能
图9：国民技术电机控制MCU Roadmap
N32G455系列MCU芯片已量产，单MCU多电机控制解决方案已经过大量验证，满足商用。
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国民技术MCU选型表
国民技术提供车规MCU，电控MCU，高性能MCU和通用MCU的参数选型，内核：Arm® Cortex®-M0和Arm® Cortex®-M4F，主频（MHz）：48~144，Flash（KB）：16~512，SRAM（KB）：3~144。
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产品型号
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品类
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内核
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主频（MHz）
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Flash（KB）
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SRAM（KB）
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I/O
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工作电压（V）/工作温度（°C）
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高级定时器
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通用定时器
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基础定时器
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低功耗定时器
|
RTC
|
PWM
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互补PWM
|
ADC个数x精度
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ADC通道数
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DAC
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USART/ISO7816/LIN
|
UART/LIN
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SPI/I2S
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I2C
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CAN-FD
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DMA/通道数
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Cryptographic algorithm
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封装
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SPQ(PCS)
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N32H487REL7
|
高性能MCU
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Arm® Cortex®-M4F
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240
|
512
|
196
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54
|
1.8V~3.6V/-40~+105°C
|
3
|
10
|
2
|
2
|
1
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47
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30
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4x12bit
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26
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2x12bit
|
4
|
4
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5/2
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4
|
3
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2/16
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DES/3DES、AES、SHA1/SHA224/SHA256、SM3、SM4、MD5、CRC16/CRC32、TRNG
|
LQFP64
(10mm*10mm)
|
160/盘
|
选型表 - 国民技术 立即选型
N32G003x5数据手册
描述- N32G003x5系列微控制器采用32-bit ARM Cortex-M0内核，具备48MHz的最高工作主频和丰富的功能特性，包括29.5KB Flash、3KB SRAM、多种通信接口和模拟接口。产品适用于各种低功耗应用场景。
型号- N32G003X5,N32G003,N32G003F5S7,N32G003系列,N32G003F5Q7
N32G031x6/x8 微控制器数据手册
描述- N32G031系列微控制器采用32位ARM Cortex-M0内核，最高工作频率48MHz，集成64KB Flash和8KB SRAM，具备丰富的模拟和数字接口，适用于多种低功耗应用场景。
型号- N32G031F6U7,N32G031C8L7T,N32G031K6L7,N32G031X6,N32G031K8L7,N32G031X8,N32G031F8S7,N32G031K6Q7,N32G031F6S7,N32G031F8U7,N32G031K8Q7,N32G031X6 系列,N32G031C8L7,N32G031系列,N32G031X8 系列,N32G031K8Q7-1,N32G031,N32G031K6Q7-1
N32G031 x6/x8 数据手册
描述- N32G031系列微控制器采用32位ARM Cortex-M0内核，最高工作频率48MHz，集成64KB Flash和8KB SRAM，支持多种通信接口和模拟接口，适用于多种应用场景。
型号- N32G031F6U7,N32G031C8L7T,N32G031K6L7,N32G031X6,N32G031K8L7,N32G031X8,N32G031 X8,N32G031F8S7,N32G031K6Q7,N32G031F8U7,N32G031F6S7,N32G031 X6,N32G031K8Q7,N32G031系列,N32G031C8L7,N32G031,N32G031K8Q7-1,N32G031K6Q7-1,N32G031 系列
N32L40xx8/xB微控制器数据手册
描述- N32L40X系列微控制器采用32位ARM Cortex-M4内核，具备高主频、浮点运算和DSP指令支持。集成大容量Flash和SRAM，并提供丰富的模拟和数字接口。产品适用于多种低功耗应用，具有安全特性，如加密存储和多用户分区管理。
型号- N32L406C8,N32L406MB,N32L406RBL7,N32L403,N32L406CBL7,N32L406,N32L406MBL7,N32L406CB,N32L40XX8,N32L406C8L7,N32L406R8,N32L403K8,N32L403K8L7,N32L40XXB,N32L40X系列,N32L406RB,N32L406K8L7,N32L406R8L7,N32L403KB,N32L403KBL7
N32G032x6/x8 微控制器 数据手册
描述- N32G032系列微控制器采用32位ARM Cortex-M0内核，最高工作频率48MHz，具备64KB Flash和16KB SRAM。产品集成多种模拟和数字接口，包括ADC、OPAMP、COMP、触摸按键等，并提供丰富的通信接口如USART、I2C、SPI、CAN等。此外，还具备低功耗管理和安全特性，适用于各种应用场景。
型号- N32G032X6,N32G032P6W7,N32G032C8Q7,N32G032X8,N32G032R8L7R,N32G032C8L7,N32G032K6Q7,N32G032系列,N32G032F6U7,N32G032,N32G032R8L7,N32G032F6S7,N32G032K6L7
N32H473/474/475/482/487 系列基于 32 位 ARM Cortex®-M4F 微控制器用户手册
型号- N32H487,N32H475,N32H474,N32H473,N32H475 系列,N32H482 系列,N32H487 系列,N32H482,N32H474 系列,N32H473 系列
N32G030 x6/x8 数据手册
描述- N32G030系列微控制器采用32位ARM Cortex-M0内核，最高工作频率48MHz，集成64KB Flash和8KB SRAM，具备丰富的模拟和数字接口，适用于多种低功耗应用场景。
型号- N32G030X6,N32G030X8,N32G030C8L7,N32G030K6Q7-1,N32G030C8L7T,N32G030系列,N32G030K8L7,N32G030F8S7,N32G030K6L7,N32G030C8T7,N32G030F6U7,N32G030K6Q7,N32G030F6S7
N32G455xB/xC/xE 数据手册
型号- N32G455RC,N32G455RB,N32G45X系列,N32G455VE,N32G455CBL7,N32G455CCL7,N32G455RE,N32G455系列,N32G455VC,N32G455VB,N32G455RCL7,N32G455RBL7,N32G45X,N32G455,N32G455VBL7,N32G455VCL7,N32G455VEL7,N32G455REL7,N32G455CEQ7,N32G455MB,N32G455XE,N32G455XC,N32G455XB,N32G455CC,N32G455CB,N32G455RCQ7,N32G455CE,N32G455MEL7,N32G455ME,N32G455MC,N32G455MBL7,N32G455MCL7
电子商城
现货市场
服务
可定制板装式压力传感器支持产品量程从5inch水柱到100 psi气压；数字输出压力传感器压力范围0.5~60inH2O，温度补偿范围-20~85ºС；模拟和数字低压传感器可以直接与微控制器通信，具备多种小型SIP和DIP封装可选择。
提交需求>
可来图定制均温板VC尺寸50*50mm~600*600 mm，厚度1mm~10mm，最薄0.3mm。当量导热系数可达10000W/M·K，散热量可达10KW, 功率密度可达50W/cm²。项目单次采购额需满足1万元以上，或年需求5万元以上。
提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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