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脉冲注入法，持续注入，启动低速运行过程中注入，电感法，ipd，力矩保持，无霍尔无感方案，媲美有霍尔效果。bldc控制器方案，无刷电机。 。提供源码，原理图。

一、代码概述

本代码基于华大半导体HC32L130系列MCU，实现了无霍尔传感器的BLDC（无刷直流电机）控制方案，核心采用脉冲注入法（IPD）进行转子初始位置检测与低速启动，结合反电动势（BEMF）检测实现电机高速运行时的换相控制。代码整体遵循模块化设计思想，涵盖系统初始化、硬件驱动、电机控制算法、中断处理等核心功能模块，可广泛应用于家电、无人机、电动工具等需要无霍尔电机控制的场景。

二、核心技术架构

（一）控制原理

无霍尔BLDC电机控制的核心挑战在于转子位置检测，本代码采用"脉冲注入法+反电动势检测"的混合控制策略：

1. 低速/启动阶段：通过脉冲注入法（IPD）向电机绕组注入特定脉冲，检测绕组电流响应以判断转子初始位置，实现平稳启动；
2. 高速运行阶段：当电机转速达到一定阈值后，切换至反电动势检测模式，通过比较绕组反电动势与中性点电压判断换相时机，减少运行损耗。

（二）代码目录结构

├── Common/ // 公共基础模块 │ ├── base_types.h // 基础数据类型与宏定义 │ ├── board_stkhc32l13x.h // 开发板硬件定义（GPIO、时钟等） │ ├── ddl_device.h // 设备系列定义 │ ├── hc32l13x.h // MCU寄存器与外设结构体定义 │ ├── interrupts_hc32l13x.c/h // 中断管理实现 │ ├── startup_hc32l13x.s // 启动文件（中断向量表、堆栈配置） │ ├── system_hc32l13x.c/h // 系统时钟初始化 ├── Pro/ // 项目配置文件 │ ├── Objects/ // 编译输出文件 │ ├── RTE/ // 运行时环境配置 │ ├── EventRecorderStub.scvd // 事件记录配置 │ ├── JLinkSettings.ini // 调试器配置 │ ├── main.c // 主函数与应用初始化 ├── User/ // 用户应用模块 │ ├── s_common.h // 公共头文件包含 │ ├── s_config.h // 配置宏定义 │ ├── s_ipd.c // 脉冲注入法（IPD）实现 │ ├── s_sensorless.h // 无霍尔控制核心逻辑 │ ├── s_variable.h // 全局变量定义

三、核心模块功能详解

（一）系统初始化模块（system_hc32l13x.c + main.c）

1. 时钟初始化（InitSystemClock）

• 功能：配置MCU核心时钟与外设时钟，为系统运行提供时序基础。
• 关键配置：
• 启用内部高速时钟（RCH）初始为4MHz，通过PLL倍频至48MHz作为系统主时钟；
• 配置Flash等待周期（1个时钟周期），适配48MHz高速运行；
• 使能SysTick定时器，配置1ms中断（用于系统延时与任务调度）；
• 使能ADC、GPIO、TIM3等外设时钟。
• 代码片段：

Sysctrl_SetRCHTrim(SysctrlRchFreq4MHz); // 配置RCH为4MHz stcPLLCfg.enInFreq = SysctrlPllInFreq4_6MHz; // PLL输入频率范围 stcPLLCfg.enOutFreq = SysctrlPllOutFreq36_48MHz; // PLL输出频率范围 stcPLLCfg.enPllClkSrc = SysctrlPllRch; // PLL时钟源选择RCH stcPLLCfg.enPllMul = SysctrlPllMul12; // 4MHz * 12 = 48MHz Sysctrl_SetPLLFreq(&stcPLLCfg); SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000U); // 48MHz / 1000 = 1ms中断

2. 硬件初始化（App_GpioInit + App_AdcInit + App_BldcInit）

• GPIO初始化：
• 配置LED指示灯（PC13）为输出模式，用于系统状态指示；
• 配置按键（PA11）为输入模式（上拉使能），用于电机启动/停止控制；
• 配置电机驱动GPIO引脚（PA07~PA10、PB00~PB01）为复用功能，连接TIM3生成PWM信号。

• ADC初始化：
• 配置ADC为单通道模式，采样频率1MHz，参考电压为AVDD；
• 启用PA06（MOS管温度检测）、PB11（转速检测）、PB15（平均电流检测）等模拟通道；
• 用于检测电机运行参数，实现过温、过流保护。

• BLDC核心初始化：
• TIM3配置：配置为三角波模式，生成互补PWM信号（20KHz），用于驱动电机三相桥；
• VC模块配置：VC0用于反电动势检测（PA00~PA03作为比较输入），VC1用于刹车保护；
• OPA运放配置：外部运放模式，用于信号放大与滤波。

（二）脉冲注入法模块（s_ipd.c）

1. 核心功能

通过向电机三相绕组注入短时电流脉冲，检测绕组电流响应差异，判断转子初始位置，为电机启动提供准确的换相基准。

2. 关键函数

• IPD_Proc：转子初始位置检测主函数。
• 依次向6种绕组组合（A→BC、BC→A、AB→C、C→AB、B→AC、AC→B）注入脉冲；
• 通过ADC采集每种组合的绕组电流，存入detectphasecurrent_tab数组；
• 调用JudgePosition函数分析电流数据，确定转子初始位置（1~12档）。

• JudgePosition：转子位置判断算法。
• 查找电流最大值对应的绕组组合，结合相邻组合的电流对比，确定转子精确位置；
• 处理边界情况，确保位置值在1~12范围内。

• RUNNING_IPD：运行中脉冲注入检测函数。
• 在电机低速运行阶段，持续注入脉冲并检测电流变化；
• 根据电流对比结果更新转子当前位置，实现低速换相控制。

3. 关键宏定义

#define IPD_ON_TIME_CST 2 // 脉冲注入导通时间（10us单位） #define IPD_OFF_TIME_CST 1 // 脉冲注入关断时间（10us单位） #define MPD_FILTER_TIMES 2 // 位置判断滤波次数 #define ADC_ISHUNT_CH 22 // 电流检测ADC通道

（三）无霍尔控制核心模块（s_sensorless.h）

1. 反电动势检测

• 利用VC（电压比较器）模块检测电机绕组反电动势（BEMF）与中性点电压的差值；
• 当反电动势过零时，触发VC中断，作为换相时机判断依据；
• 配置VC0迟滞电压为10mV，避免高频抖动导致误触发。

2. 换相控制

• 基于转子位置（初始位置由IPD检测，运行中由BEMF更新），按照BLDC六步换相逻辑控制TIM3输出PWM信号；
• 换相顺序：根据电机转向（CW/CCW）确定绕组导通顺序，确保电机持续旋转；
• PWM占空比调节：通过strmotor.vrset_pwm变量调节输出占空比，实现电机转速控制。

（四）中断处理模块（interrupts_hc32l13x.c）

1. 中断向量表

• 定义MCU所有中断处理函数入口，包括SysTick、TIM3、ADC、VC等核心中断；
• 中断优先级配置：TIM3中断（换相控制）优先级设为1，高于SysTick中断（1ms调度）。

2. 核心中断实现

• TIM3中断：用于换相触发与PWM周期控制，中断中更新PWM占空比与换相状态；
• VC中断：反电动势过零检测中断，触发后更新转子位置并执行换相；
• SysTick中断：1ms定时中断，用于系统状态扫描（按键检测、电机锁死检测）。

（五）电机保护模块（main.c + s_variable.h）

1. 锁死保护（MotorLockChk）

• 当电机处于运行状态时，累计锁死计数器；
• 若计数器达到ROTORLOCKTIME_CST（锁死阈值），执行重启逻辑（最多重启5次）；
• 多次重启失败则标记电机锁死错误，停止输出。

2. 温度保护

• 通过ADC采集MOS管温度（PA06通道）；
• 当温度超过阈值时，累计过温计数器，达到阈值后降低PWM占空比或停止电机。

3. 按键控制（DirSwitchScan）

• 检测PA11按键状态（长按50ms确认），控制电机启动/停止；
• 启动时设置电机运行状态为INIT_STATE，触发IPD初始位置检测；
• 停止时设置运行状态为STOP_STATE，关闭所有MOS管输出。

四、全局变量与数据结构

（一）电机状态结构体（str_motor）

typedef struct { uint8_t hall_state; // 霍尔状态（无霍尔场景下复用为转子位置） uint8_t lst_hall_state; // 上一次转子位置 uint8_t startflag; // 启动标志（0-停止，1-启动） uint8_t dir_flg; // 转向标志（CW-顺时针，CCW-逆时针） uint8_t e_run_state; // 运行状态（IDLE/BRAKE/INIT/RUN/STOP） uint8_t e_err_state; // 错误状态（NO_ERR/MOTOR_LOCK_ERR/OVER_TEMP_ERR） uint16_t vr_set_pwm; // PWM占空比设置值 uint16_t vr_set_pwm_tmp; // PWM占空比临时值（用于平滑调节） uint32_t lock_cnt; // 锁死计数器 uint8_t lock_restart_times_cnt; // 锁死重启次数 // 其他状态变量... } MOTOR_STR_DEF;

（二）IPD检测结构体（str_ipd）

typedef struct { uint16_t detect_phase_current_tab[7]; // 6种绕组组合的电流检测值 uint8_t rotor_init_pos; // 转子初始位置 uint8_t rotor_now_pos; // 转子当前位置 uint8_t rotor_init_pos_lst; // 上一次初始位置（用于滤波） uint8_t chk_cnt; // 位置检测滤波计数器 } IPD_STR_DEF;

五、关键配置参数

六、工作流程

1. 系统启动

1. 初始化MCU时钟、GPIO、ADC、TIM3、VC等外设；
2. 初始化全局变量，设置电机初始状态为IDLE_STATE（空闲）；
3. 点亮LED1（PC13），指示系统初始化完成。

2. 电机启动

1. 长按PA11按键（50ms确认），startflag置1；
2. 电机状态切换为INITSTATE，触发IPD初始位置检测（IPDProc）；
3. 确定转子初始位置后，设置PWM占空比为INIT_PWM，启动TIM3输出PWM，电机开始旋转；
4. 运行状态切换为IPD_STATE（低速脉冲注入模式）。

3. 运行阶段

1. 低速运行时，通过RUNNING_IPD函数持续检测转子位置，更新换相状态；
2. 转速提升后，切换至反电动势检测模式，由VC中断触发换相；
3. 实时调节PWM占空比（vrsetpwm），实现转速控制；
4. 持续检测电机温度、电流、锁死状态，触发对应保护逻辑。

4. 电机停止

1. 释放PA11按键（50ms确认），startflag置0；
2. 电机状态切换为STOP_STATE，关闭TIM3 PWM输出，关闭所有MOS管；
3. 重置相关计数器与状态标志。

七、注意事项

1. 硬件适配：代码中GPIO引脚定义基于HC32L130开发板，实际应用需根据硬件原理图调整引脚配置；
2. 参数校准：IPD脉冲时间、VC迟滞电压、锁死阈值等参数需根据电机型号（功率、绕组参数）校准；
3. 电源要求：电机驱动需要足够的电源功率，建议添加续流二极管与滤波电容，避免电压波动；
4. 调试建议：通过LED状态与串口打印（需启用UART外设）监控电机状态，便于问题定位。

八、扩展方向

1. 增加转速闭环控制：通过检测反电动势频率计算实际转速，与目标转速对比，采用PID算法调节PWM占空比；
2. 扩展多种保护功能：过流保护、欠压保护、过压保护等；
3. 支持多电机控制：通过增加电机状态结构体，扩展为多电机独立控制；
4. 低功耗优化：在电机停止时关闭不必要的外设时钟，降低系统功耗。

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