Ti M0开发板测评报告+无刷电机FOC控制SVPWM波输出测试

最近有Ti原厂来公司推MSPM0系列芯片，主要用于直流无刷电机驱动，目前样板在打样中，Ti原厂帮忙申请的LP-MSPM0G3507开发板还在新加坡发货中，目前还没收到。正好立创有这个Ti M0开发板测评活动，第一时间就申请了。申请完之后就没放在心上了，以为不会被选上的，结果1月11日收到短信通知，当天就给发货了，发的顺丰快递，第二天就收到板子了，不得不说立创的效率还是可以的。

1.整体使用评价

如上图所示，我收到的是一块MSPM0G3507的扩展板，带有Flash，热敏电阻电路，光电传感器电路，作为电机驱动开发，这些扩展其实用不上，不过有一说一，这开发板做工还是可以的。板子自带有一个USB转TTL串口，调试起来很方便，不需要自己再外挂一个USB转串口模块。不过用的芯片是CH340N，就是速率有点低，最高2M。接MCU上的UART0串口，这个串口官方手册给出的最高速率可以达到5M，如果是在电源域PD1的UART3，手册给出的最高速率是10M。对于电机控制调试来说，速率越高越好，可以观测的变量越多。因此在测试过程中没有使用开发板自带的USB串口，使用了一个高速USB串口模块通过UART3以8M的波特率进行通信，将变量通过串口DMA高速发送给上位机，上位机可以实时查看变量的变化情况。Ti 的M0系列MCU带有硬件加速器以及IQmath库，可以很方便的调用，方便电机驱动程序开发。相比大多数M0的芯片只能执行16位乘法来说，性能提升不少。另外MCU带有运放以及高速ADC，综合来说是一款比较适合做电机控制开发的MCU。

2.开发项目流程

一般的FOC控制流程如上图所示，因为开发板没有功率驱动电路，本次测试仅实现后部分程序测试，从反Park变换模块到PWM更新模型，在反park变换与SVPWM生成之间增加一个电压极限圆限制模块程序。由于之前没有使用过Ti的SysConfig配置软件，不是很会用。本来想自己手动配置外设，感觉配置起来太痛苦了，后面花了一两天的时间参照Ti的SDK里面的例程，总算把完整的外设配置给弄好了。包括时钟，ADC，PWM波形，UART，DMA等配置，详细的配置可以参考本贴附件的SysConfig文件。

本次测试使用的软件有：Keil，VSCODE，Ozone以及VOFA+。Keil用于创建项目工程；VSCODE用于代码编辑，并安装keil Assistant插件用于导入Keil创建的工程，并编译及下载；Ozone用于在线调试，Ozone也可看波形，就是采样速率有点慢，一般的Jlink限制1k的采样率，Jlink Pro不限制采样率，不过用Jlink Pro采样率设高了，Ozone的Timeline波形刷新很卡，所以用VOFA+来采集高速变量数据并显示波形，采样率与PWM频率同频16k。USB串口设为10M的波特率会有点问题，接收的数据乱码，最终通信波特率设为8M。8000000/16000/10/4=12.5，采用DMA理论上一个PWM波周期串口可以发送12.5个4字节变量数据，考虑一定的时间余量，本次测试发送11个浮点数据，包括10个变量数据和1个帧尾数据。以下是测试结果：

（1）、测试现场

注：黄色是U相上桥PWM波，青色是U相下桥PWM波

注：黑色小板为高速USB转TTL串口，最高支持12M的波特率。

（2）测试波形图

注：Ozone调试界面

注：给定Vd = 0，Vq为0.5*2^24=8388608，SVPWM马鞍波形，周期为50ms，即20Hz。VOFA+上位机波形显示与程序设定一致。

注：当sqrt(Vd^2+Vq^2)>0.9时。电压极限圆将最大最小占空比限制在0.95及0.05(PWM波周期寄存器值为2500)。

注：以上波形为电压极限圆输入的Vd、Vq，以及输出Vd_limit、Vq_limit。反park变换后的Ualpha、Ubeta。开环角度Angle。

注：以上波形关闭电压极限圆限制后，SVPWM输出的占空比波形不再时马鞍形状。

注：以上波形中，紫色为触发ADC采样信号，黄色为U相上桥PWM波，青色为U相下桥PWM波形，从图上可以看出，死区的插入都是在下桥完成，SysConfig软件中配置的死区为前后都是800ns，ADC出发时采样点为40即500ns位置（PWM波时钟频率80M）。死区插入后，下桥延时800ns导通，提前800ns关断。当最小占空比为0.05时，理论比较点为0.05*2500=125，125/80000000=1.5625us，理论上没有死区时，下桥导通时间应该为1.5625*2=3.125us，加入死区后实际下桥导通为1.56us，3.125us-0.8us-0.8us=1.525us，与实际波形相符，验证分析正确。以前接触到的死区插入方式都是上下桥上升沿延时一定时间。这样的死区插入方式会影响到相电流采样时间，下桥导通时间过短，可能会造成相电流采样不准确。死区配置是参考了Ti的无感Foc例程里面的配置的，不知道是不是跟SysConfig软件配置死区的模式有关，这个问题有待后续验证。

附件：

SysConfig配置及示波器波形视频.rar