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/***************************功能說明***************************
本程序試驗使用STC15W408AS來驅動航模用的無感無刷三相直流馬達.
本程序參考自網上的代碼(作者: 瑞生), 改良而來.
電路圖見文件 "BLDC-V10-實驗電路.pdf".
控制信號由P3.2輸入正脈沖信號, 間隔5~20ms, 脈沖寬度1.000~1.610ms.
1.160ms開始啟動, 1.610ms為最高速度, 分辨率為2us.
本程序僅僅是簡單控制, 軟件沒有處理過0延時30度切換和過流檢測.
由于過0檢測部分有RC濾波, 所以改變電容值可以大約的對應在最高速時延時30度的時間.
有意者可自行完善電路和程序.
*********************************************************************************/
#define MAIN_Fosc 24000000L //定義主時鐘
#include "STC15Fxxxx.H"
//CMPCR1（比較器控制寄存器 1）
#define CMPEN 0x80 //1: 允許比較器, 0: 禁止,關閉比較器電源
#define CMPIF 0x40 //比較器中斷標志, 包括上升沿或下降沿中斷, 軟件清0
#define PIE 0x20 //1: 比較結果由0變1, 產生上升沿中斷
#define NIE 0x10 //1: 比較結果由1變0, 產生下降沿中斷
#define PIS 0x08 //輸入正極性選擇, 0: 選擇外部P5.5做正輸入, 1: 由ADCIS[2:0]所選擇的ADC輸入端做正輸入.
#define NIS 0x04 //輸入負極性選擇, 0: 選擇內部BandGap電壓BGv做負輸入, 1: 選擇外部P5.4做輸入.
#define CMPOE 0x02 //1: 允許比較結果輸出到P1.2, 0: 禁止.
#define CMPRES 0x01 //比較結果, 1: CMP+電平高于CMP-, 0: CMP+電平低于CMP-, 只讀
//CMPCR2（比較器控制寄存器 2）
#define INVCMPO 0x80 //1: 比較器輸出取反, 0: 不取反
#define DISFLT 0x40 //1: 關閉0.1us濾波, 0: 允許
#define LCDTY 0x00 //關閉數字濾波功能. 數字濾波功能即為數字信號去抖動功能.
sbit PWM0_L = P3^4;
sbit PWM1_L = P3^5;
sbit PWM2_L = P3^6;
u8 Step;
u8 PWM_Value; // 決定PWM占空比的值
u16 RxPulseWide;
bit B_RxOk; //定義一個bool量.
bit B_RUN;
u8 PWW_Set;
u8 cnt10ms;
u8 Rx_cnt;
u8 TimeOut; //堵轉超時
#define DISABLE_CMP_INT CMPCR1 &= ~0X40 // 比較器中斷標志位清0.
#define ENABLE_CMP_INT CMPCR1 |= 0X40 // 比較器中斷標志位置1.
/*********************************************************************/
void Delay_n_ms(u8 dly)
{
u16 j;
do
{
j = MAIN_Fosc / 13000; //延時1ms, 主程序在此節拍下運行
while(--j) ;
}
while(--dly);
}
void delay_us(u8 us)
{
do
{
NOP(20); //@24MHz
}
while(--us);
}
void StepXL(void) // 換相序列函數
{
switch(Step)
{
case 0: // AB
PWM0_L=0; PWM1_L = 1; PWM2_L=0; // Q4常開.
CCAP0H = PWM_Value; CCAP1H=0; CCAP2H=0; // A相由占空比控制.
ADC_CONTR = 0XCD; // ADC電源開，ADC轉換開，選擇P1.5作為ADC輸入口
CMPCR1 = 0x9C; // 比較器使能, 下降沿中斷允許，通過ADC的P1.5口作為比較器的正極輸入端，
//選擇外部端口P5.4作為比較器負極輸入端.
break;
case 1: // AC
PWM0_L=0; PWM1_L=0; PWM2_L = 1; // Q4常開
CCAP0H = PWM_Value; CCAP1H=0; CCAP2H=0; // A相由占空比控制.
ADC_CONTR = 0XCC; // ADC電源開，ADC轉換開，選擇P1.4作為ADC輸入端
CMPCR1 = 0xAC; // 比較器使能, 上升沿中斷允許，通過ADC的P1.4口作為比較器的正極輸入端
//選擇外部端口P5.4作為比較器負極輸入端.
break;
case 2: // BC
PWM0_L=0; PWM1_L=0; PWM2_L = 1; // Q2常開
CCAP0H=0; CCAP2H=0; CCAP1H = PWM_Value; // B相由占空比控制.
ADC_CONTR = 0XCB; // ADC電源開，ADC轉換開，選擇P1.3作為ADC輸入口測量A點電壓
CMPCR1 = 0x9C; // 比較器使能, 下降沿中斷允許，通過ADC的P1.3口作為比較器的正極輸入端
//選擇外部端口P5.4作為比較器負極輸入端.
break;
case 3: // BA
PWM0_L = 1; PWM1_L=0; PWM2_L=0; // Q6常開
CCAP0H=0; CCAP2H=0; CCAP1H = PWM_Value; // B相由占空比控制.
ADC_CONTR = 0XCD; // ADC電源開，ADC轉換開，選擇P1.5作為ADC輸入口測量C點電壓
CMPCR1 = 0xAC; // 比較器使能, 上升沿中斷允許，通過ADC的P1.5口作為比較器的正極輸入端
//選擇外部端口P5.4作為比較器負極輸入端.
break;
case 4: // CA
PWM0_L = 1; PWM1_L=0; PWM2_L=0; // Q6常開
CCAP0H=0; CCAP1H=0; CCAP2H = PWM_Value; // C相由占空比控制.
ADC_CONTR = 0XCC; // ADC電源開，ADC轉換開，選擇P1.4作為ADC輸入口測量B點電壓
CMPCR1 = 0x9C; // 比較器使能, 下降沿中斷允許，通過ADC的P1.4口作為比較器的正極輸入端
//選擇外部端口P5.4作為比較器負極輸入端.
break;
case 5: // CB
PWM0_L=0; PWM2_L=0; PWM1_L = 1; // Q4常開
CCAP0H=0; CCAP1H=0; CCAP2H = PWM_Value; // C相由占空比控制.
ADC_CONTR = 0XCB; // ADC電源開，ADC轉換開，選擇P1.3作為ADC輸入口測量A點電壓
CMPCR1 = 0xAC; // 比較器使能, 上升沿中斷允許，通過ADC的P1.3口作為比較器的正極輸入端
//選擇外部端口P5.4作為比較器負極輸入端.
break;
default:
break;
}
}
/***************************************************************
* PCA模塊PWM輸出設置 *
***************************************************************/
void PWM_Init(void)
{
PWM0_L = 0; // 初始化P3^4為低電平.sbit PWM0_L = P3^4;
PWM1_L = 0; // 初始化P3^5為低電平.sbit PWM1_L = P3^5;
PWM2_L = 0; // 初始化P3^6為低電平.sbit PWM2_L = P3^6;
P3n_push_pull(0x70); // 設置P3.4/3.5、3.6為推挽輸出. P3M1 &= ~(bitn), P3M0 |= (bitn)
CMOD = 5 << 1; //5（0101）左移1位，設置PCA的輸入時鐘源為系統時鐘的1/4，即PWM頻率=24M/4.
CH=0; // PCA（Programmable Counter Array）清零
CL=0; //
PCA_PWM0 = 0X00; // 對PCA_PWM0模塊0清0，并設置PWM為8位（EBS0[1:0]=00）.
CCAP0H = 0x00; // 重載值為{EPCnH,CCAPnH[7:0]}.
CCAP0L = 0x00; // 比較值為{EPCnL,CCAPnL[7:0]}.
CCAPM0 = 0x42; // 設置PCA模塊0的控制模式（0100 0010）.ECOM0=1,允許PCA模塊0的比較功能.
// PWM0=1,設置PCA模塊0為脈寬調制輸出功能.
// 當PCA 模塊工作在8位PWM模式時，{0,CL[7:0]}與{EPCnL,CCAPnL[7:0]}
// 中的值進行比較，小于，輸出低電平，大于等于輸出高電平.
PCA_PWM1 = 0X00; // 對PCA_PWM0模塊0清0，并設置PWM為8位（EBS0[1:0]=00）.
CCAP1H = 0x00; // 重載值為{EPCnH,CCAPnH[7:0]}.
CCAP1L = 0x00; // 比較值為{EPCnL,CCAPnL[7:0]}.
CCAPM1 = 0x42; // 設置PCA模塊1的控制模式（0100 0010）.ECOM0=1,允許PCA模塊1的比較功能.
// PWM1=1,設置PCA模塊1為脈寬調制輸出功能.
// 當PCA 模塊工作在8位PWM模式時，{0,CL[7:0]}與{EPCnL,CCAPnL[7:0]}
// 中的值進行比較，小于，輸出低電平，大于等于輸出高電平.
PCA_PWM2 = 0X00; // 對PCA_PWM2模塊進行設置.其中，EBS2[1:0]=00,PWM為8位.
CCAP2H = 0x00; // 重載值為{EPCnH,CCAPnH[7:0]}.
CCAP2L = 0x00; // 比較值為{EPCnL,CCAPnL[7:0]}.
CCAPM2 = 0x42; // 設置PCA模塊2的控制模式（0100 0010）.ECOM0=1,允許PCA模塊2的比較功能.
// PWM2=1,設置PCA模塊2為脈寬調制輸出功能.
// 當PCA 模塊工作在8位PWM模式時，{0,CL[7:0]}與{EPCnL,CCAPnL[7:0]}
// 中的值進行比較，小于，輸出低電平，大于等于輸出高電平.
CR = 1; // PCA計數允許控制位，1：啟動PCA計數.
}
void ADC_Init(void)
{
P1n_pure_input(0x38); // 設置P1.3/1.4/1.5口為高阻輸入（電流既不能流入也不能流出）.P1M1 |= (bitn), P1M0 &= ~(bitn)
P1ASF = 0X38; // 開通P1.3 P1.4 P1.5的AD輸入口（0011 1000）
}
/***************************************************************
* 比較器中斷服務函數 *
***************************************************************/
void CMP_INT(void) interrupt 21
{
CMPCR1 &= ~0X40; // 軟件清除中斷標志位
if(Step<5) Step++;
else Step = 0;
StepXL(); // 進入換相程序. 在換相程序中，已經對比較器的正負極輸入端做了設置.
// ADC的P1.4/P1.5/P1.6口作為比較器的正極輸入端，選擇外部端口P5.4作為比較器負極輸入端.
TimeOut = 10; // 在執行完比較器中斷函數后，賦值TimeOut=10.
}
/***************************************************************
* 比較器初始化設置 *
***************************************************************/
void CMP_Init(void)
{
CMPCR1 = 0X8C; // 1000 1100 比較器使能，比較器正負極輸入端設置, 通過ADC_CHS位選擇比較器的正極輸入端，選擇P5.4作為負極.
CMPCR2 = 60; // 60個時鐘濾波
P5n_pure_input(0x10); // 設置P5.4口為高阻輸入（電流既不能流入也不能流出）.P5M1 |= (bitn), P5M0 &= ~(bitn)
}
/***************************************************************
* 電機啟動函數 *
***************************************************************/
u8 StartMotor(void)
{
u16 timer,i;
DISABLE_CMP_INT; // 比較器中斷標志位清0，不產生比較中斷.
PWM_Value = 30; // 設置占空比初值
Step = 0;
StepXL(); // ∵step=0, ∴ 進入AB相導通的初始位置
Delay_n_ms(5); // 延時5ms
timer = 300;
while(1)
{
for(i=0; i<timer; i++) delay_us(50);
timer -= timer /15 + 1;
if(timer < 25) return(1);
if( Step < 5) Step++;
else Step = 0;
StepXL();
}
}
/***************************************************************
* 定時器T0初始化函數 *
***************************************************************/
void T0_Init(void) // 這里設置TH0/TL0=0，定時器T0為16位不自動重載，
{
Timer0_AsTimer(); // 設置定時器T0用做定時器. TMOD &= ~(1<<2)
Timer0_12T(); // 定時器0 12分頻. AUXR &= ~(1<<7)
Timer0_16bit(); // 定時器0 16位不自動重載模式. TMOD = (TMOD & ~0x03) | 0x01
Timer0_Gate_INT0_P32(); // T0_GATE置1, 只有在INT0腳為高及TR0=1時才可啟動定時器T0.TMOD |= (1<<3).
TH0 = 0;
TL0 = 0;
TR0 = 1; // 定時器 T0 準備工作.
ET0 = 1; // 定時器 T0 的溢出中斷允許位.
}
/***************************************************************
* 定時器T0中斷服務函數 *
***************************************************************/
void T0_Interrupt(void) interrupt 1
{
Rx_cnt = 0; // 一旦出現溢出, 則開始的n個脈沖無效
RxPulseWide = 1000; // 停止
B_RxOk = 1; // 在執行完T0中斷服務函數后，給B_RxOk賦值.
}
/***************************************************************
* INT0（外部中斷0）中斷服務函數 *
***************************************************************/
void INT0_int (void) interrupt 0
{
u16 j;
TR0 = 0;
TH0 = 0;
TL0 = 0;
j = ((u16)TH0 << 8) + TL0;
TR0 = 1; // 定時器T0的運行控制位，允許T0計數, 這時候TH0、TL0就開始計數了.
if(++Rx_cnt >= 5) Rx_cnt = 5;
j >>= 1; //為了好處理, 轉成單位為us.
if((j >= 800) && (j <= 2000) && (Rx_cnt == 5))
{
RxPulseWide = j;
B_RxOk = 1; //標志收到一個脈沖
}
}
/**********************************************/
void main(void)
{
u16 j; // unsigned int.
PWM_Init(); // 設置P3.4/3.5、3.6為推挽輸出. 當PCA 模塊工作在8位PWM模式時，{0,CL[7:0]}與{EPCnL,CCAPnL[7:0]}
// 中的值進行比較并決定輸出高電平還是低電平.此電平作為
ADC_Init(); // 開通P1.3 P1.4 P1.5的AD輸入口.√
CMP_Init(); // 比較器初始化設置. 對比較器正負極輸入端進行設置, 通過ADC_CHS位選擇比較器的正極輸入端，選擇P5.4作為負極.
T0_Init(); // 定時器T0初始化設置, 定時器0 12分頻. (AUXR &= ~(1<<7)).
IE0 = 0; // 外部中斷0（INT0/P3.2）中斷請求標志位清零.
EX0 = 1; // 外部中斷0（INT0）中斷允許.
IT0 = 1; // 外部中斷0（INT0）為下降沿觸發.
RxPulseWide = 1000;
PWW_Set = 0;
cnt10ms = 0;
Rx_cnt = 0;
TimeOut = 0;
EA = 1; // 打開總中斷
while (1)
{
Delay_n_ms(1); // 延時1ms, 主程序在此節拍下運行
if(TimeOut > 0) // 在執行完比較器中斷函數后，進入此模塊.
{
if(--TimeOut == 0)
{
CCAP0H=0; CCAP1H=0; CCAP2H=0; // PCA模塊復原.
PWM0_L=0; PWM1_L=0; PWM2_L=0; // P3.4/3.5、3.6腳復原.
DISABLE_CMP_INT; // 關比較器中斷
Delay_n_ms(250); // 堵轉時,延時1秒再啟動
Delay_n_ms(250);
Delay_n_ms(250);
Delay_n_ms(250);
RxPulseWide = 1000;
PWW_Set = 0;
PWM_Value = 0;
B_RxOk = 0;
B_RUN = 0;
Rx_cnt = 0;
TimeOut = 0;
}
}
if(B_RxOk) // 在執行完T0中斷服務函數后，執行此模塊.
{
B_RxOk = 0;
j = RxPulseWide;
if(j >= 1100) // 1100~1610對應PWM占空比值0~255
{
j = (j - 1100) >> 1; //2us對應PWM一個步進
if(j > 256) j = 255;
}
else j = 0;
PWW_Set = (u8)j;
}
if(!B_RUN && (PWW_Set >= 30)) // PWM_Set >= 30, 并且馬達未運行, 則啟動馬達
{
StartMotor(); // 啟動馬達
CMPCR1 &= ~0X40; // 比較器中斷請求標志位清零
ENABLE_CMP_INT; // 打開比較器中斷
B_RUN = 1; // B_RUN只是一個標志位，便于管理
TimeOut = 0;
}
if(++cnt10ms >= 10) // 10ms時隙
{
cnt10ms = 0;
if(B_RUN)
{
if(PWM_Value < PWW_Set) PWM_Value++;
if(PWM_Value > PWW_Set) PWM_Value--;
if(PWM_Value < 20)
{
PWM_Value = 0;
B_RUN = 0;
CCAP0H=0; CCAP1H=0; CCAP2H=0; // 占空比為0
PWM0_L=0; PWM1_L=0; PWM2_L=0;
DISABLE_CMP_INT; // 關比較器中斷
}
}
}
}
}

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