通用一体化关节项目GIA_Zeng

修订日期	修订内容	修订版本
2022/10/30	新建文档	Beta1.0.0

1.结构设计

2.硬件设计

• MCU-STM32F103C8T6：

BOOT位设置：

LED控制灯：

• 编码器：

AS5600-I2C读取

方向设置

• 电源：

24V-5V

匹配电阻：

5V-3V3

• 电流采样：

INA240A3PWR 100V/V 0.01R电阻

电流采样范围：-1.65~1.65A，匹配电机额定电流0.75A

下限 (0-1.65)/0.01/100=-1.65A

上限 (3.3-1.65)/0.01/100=1.65A

• 驱动：

L6234D，功率偏大，下一版可以考虑换DRV8313？

• 硬件接口：

贴片式接线端子

• 电机GB6010信息（厂商提供，待测）

淘宝链接

主要的问题：

• 如何测定额定电流和额定扭矩？
• 转速常数12rpm/V,也即24V时转速应为30rad/s，但实际上似乎没这么大？
• 扭矩常数0.6，额定力矩和额定电流对不上

3.软件设计

• STM32CUBEMX引脚总览：

引脚	名称	备注
PA0	ADC1_IN0
PA1	ADC1_IN1
PA2	USART2_TX
PA3	USART2_RX
PA4	SEN_DIR	编码器方向定义
PA5	KEY	==按键输入，软件暂未实现==
PA8	TIM1_CH1	PWM-U相输出
PA9	TIM1_CH2	PWM-V相输出
PA10	TIM1_CH3	PWM-W相输出
PA11	CAN_RX
PA12	CAN_TX
PB5	SENS_OUT	编码器电压输出（当前版本不用）
PB6	I2C1_SCL	编码器I2C通信
PB7	I2C1_SDA	编码器I2C通信
PC13	LED

• STM32CUBEMX-Clock总览：

• NVIC：==待更新==

• 定时器：

公式： $$ T=(ARR+1)*(PSC+1)/f_{ck} $$

$$ f=\frac{1}{T} $$

$f_{ck}$单位为Hz，对于STM32F103C8T6，$f_{ck}=72\times10^6$Hz；$T$单位为s。

定时器	分频值	重装值	周期	频率	功能简介
TIM1	3-1	1500-1	62.5us	16kHz	生成PWM波&电流采样
TIM2	300-1	240-1	1ms	1000Hz	编码器采样
TIM3	160-1	72-1	160us	6.25kHz	电流环控制
TIM4	160-1	144-1	320us	3.125kHz	位置环&速度环控制

4.通讯协议

采用16Bit串行数据TTL&CAN通讯。TTL用于调参，CAN用于实时通信。详见：通信协议说明