STM32G4用于电机控制的外设篇（下）

STM32G4上的ADC

出色的模拟-数字转换

• 5个ADC模块，高达42路外部输入通道

• 12-bit精度，硬件过采样实现16-bit精度

• 最高4 Msamples/s（12-比特）

• 每路ADC含3个模拟看门狗

• DMA请求

• 中断请求

高性能

• 4 Msamples/s for 60 MHz ADC clock

• 交错模式下可达7 Msamples/s

• 采样顺序可灵活设定（多达16路）

• 硬件过采样

• 采样时间可设定

• 自动校准，减少偏置

ADC时钟配置

ADC时钟可以有两种源：

• 同步时钟：来自于System Clock

• 异步时钟：来自锁相环的P输出

STM32G4特别采样控制

Bulb采样模式

• 只在dicontinuous模式下有效

• 本次转换完成后立即进入下次采样阶段

• 从采样触发到采样点之间延时更短

• 特别适用于输入源为高阻抗情况

采样时间触发控制模式

• 采样阶段的采样时间完全由触发源控制

• 上升沿触发采样阶段启动，下降沿触发采样阶段结束，转换阶段开始

ADC采样机制说明

ADC转换速度

注入转换与规则转换

ADC转换模式有两种：注入转换和规则转换

• 注入转换每个ADC模块有独立的四个结果寄存器

• 规则转换每个ADC模块只有一个结果寄存器，规则转换常用到DMA

• ADC规则转换运行中可插入注入转换

• 两种转换都有单次以及序列转换结束中断

ADC转换模式

偏置补偿

ADC双路模式

双路模式的实现：

• ADC1与ADC2一组（ADC1为master）

• ADC3与ADC4一组（ADC3为master）

• ADC5单独工作

四种可选模式：

• 注入并发模式

• 规则并发模式

• 交错模式

• 轮流触发模式

双路组合模式：

• 注入并发+规则触发模式

• 规则并发+轮流触发模式

• 注入并发+交错模式

常见电机控制ADC模式

• 对注入通道组+规则通道组进行转换

• 注入组用于采集相电流，规则组为其他ADC通道转换

• 外部触发源自于master ADC

内部精准电压参考VREF

ADC参考电压选择为VREFBUF

如果选择了VREFBUF作为ADC采样基准电压，注意根据所选择的参考电压对实际电压进行计算。

VREFBUF设定

三电阻采样中的Timer和ADC

电机三电阻采样

三电阻采样ADC触发

• 配置TIMER CH4为TRGO输出

• TIMER的TRGO输出用于硬件触发ADC采样

• 如果是拥有两个ADC模块的可以同时触发进行同时采样

• 判断波形的采样位置，修正CCR4数据

Timer通道以及计时配置

Break功能以及TRGO输出

ADC触发配置以及通道选择

• ADC的注入通道用于电流采集

• 注入触发源为TIM1 TRGO

• 这边用了两个通道的采集电流，实际过程中对于三相电流采集，控制过程中切换

• 规则组用于采集其他信号，比如电压，温度等

三电阻PWM以及ADC中断

• 下桥打开中心点（上桥关闭中心点）触发ADC采样

• ADC注入转换完成后进入中断

• 下图为三相PWM上桥以及ADC中断实际波形

单电阻采样中的Timer和ADC

电机单电阻采样

开关状态与电流对应关系

单电阻电流采样

单电阻ADC触发机制说明

• 辅助TIMER（比如TIM15）与电机TIMER（如TIM1）做同步动作，同频输出；

• 配置DMA重载辅助TIMER的CCR寄存器；

• 辅助TIMER的TRGO输出用于硬件触发ADC采样；

• ADC配置为非连续模式，序列采样中断，采样两次后进入FOC处理中断中；

STM32G4用于单电阻采样

• 内部通道5和通道6可组合（CH5+CH6）

• 配置CH5以及CH6的上升沿作为TRGO2输出

• TRGO2作为ADC注入组的触发信号

• ADC配置为非连续模式，序列采样中断，采样两次后进入FOC处理中断中

STM32G4单电阻Timer通道配置

• 通道1,2，3为PWM驱动波形输出

• 通道4用于无两相电流或无电流采样点时的波形变形

• 通道5和通道6配置为PWM无外部输出

ADC触发配置以及通道选择

• ADC的注入通道用于电流采集

• 注入触发源为TIM1 TRGO2

• 规则组用于采集其他信号，比如电压，温度等

单电阻PWM以及ADC中断