【FU6832L开发板免费试用】FU6832L关键外设测试1

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本帖最后由我爱下载于 2021-8-22 19:35 编辑

FU6832L关键外设测试1

为了完成电机驱动测试，需要了解FU6832L几个关键外设的使用，下面对ADC、MDU、PI/PID、FOC/SVPWM 、定时器等几个外设进行学习和测试。本次学习ADC模块、tiM定时器模块和MDU模块。

1、ADC模块的学习和测试

1）原理概述

FU6832中集成了一个12位逐次逼近寄存器（SAR）ADC，内部支持 15个通道，采样方式为顺序采样（即从 AD0 依次到 AD14），采样结果支持右对齐和左次高位对齐。其中 AD0～AD13 为外部引脚ADC通道，AD14为VCC 引脚经过ADC_CR[URATIO]配置电阻分压比后直接送入 ADC进行采样。当DRV_CR[FOCEN]使能后，通道 AD0/AD1/AD2/AD4/AD14 可以支持触发模式采样，AD2 和 AD14 通过FOC_CR0[UCSEL]位选择其中一个用于母线电压触发采样，所有通道触发采样结果固定为左次高位对齐。

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image002.jpg

此处需要强调，ADC和VREF参考电压生成模块有关联，VREF模块可以为ADC提供内部参考基准。

2）操作说明

初始化ADC：

使能引脚的模拟输入

SetBit(P2_AN, PIN0); //AD0 P20 CH open--IU--固定

参考电压设置

通过配置VREF_VHALF_CR寄存器可以选择基准电压，00-->4.5V、01-->VDD5、10-->3.0V、11-->4.0V。

void VREFConfigInit(void)

{

/* ***********************VREF&VHALF Config*********************** */

ClrBit(P3_AN, PIN5); //VREF Voltage -->P35 Output 是否输出到P35引脚

if (HW_ADC_REF == 3.0)

{

SetBit(VREF_VHALF_CR, VRVSEL1); //00-->4.5V 01-->VDD5

ClrBit(VREF_VHALF_CR, VRVSEL0); //10-->3.0V 11-->4.0V

}

else if (HW_ADC_REF == 4.0)

{

SetBit(VREF_VHALF_CR, VRVSEL1); //00-->4.5V 01-->VDD5

SetBit(VREF_VHALF_CR, VRVSEL0); //10-->3.0V 11-->4.0V

}

else if (HW_ADC_REF == 4.5)

{

ClrBit(VREF_VHALF_CR, VRVSEL1); //00-->4.5V 01-->VDD5

ClrBit(VREF_VHALF_CR, VRVSEL0); //10-->3.0V 11-->4.0V

}

else

{

ClrBit(VREF_VHALF_CR, VRVSEL1); //00-->4.5V 01-->VDD5

SetBit(VREF_VHALF_CR, VRVSEL0); //10-->3.0V 11-->4.0V

}

SetBit(VREF_VHALF_CR, VREFEN | VHALFEN); //VREF_VHALF_CR = 0x11;

}

使能AD采样通道

通道采样时钟延迟设置

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image004.jpg

结果对齐设置

ClrBit(ADC_CR, ADCALIGN); //ADC数据次高位对齐使能0-->Disable 1-->Enable

中断设置

SetBit(ADC_CR, ADCIE); //ADC中断使能

ClrBit(ADC_CR, ADCIE); //ADC中断禁止

使能ADC

SetBit(ADC_CR, ADCEN); //Enable ADC0

启动顺序转换操作

ADC_CR[ADCBSY] = 1

触发转换模式优先级高于顺序转换优先级，FOC模块是触发源。

结果读取

可以通过检查ADCBSY状态变为0或检查ADCIF状态置位，都表示AD转换完成，可以读取结果了。

3）结果输出

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image006.jpg

4）实测演示

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image008.jpg

结果右对齐，通过选择可调电阻，ADC结果输出通过串口终端打印结果如上图所示。

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image010.jpg

结果左对齐，可以看到，结果输出明显大了很多。

2、定时器模块的学习和测试

在开始学习和测试MDU模块之前，先来学习一下定时器模块，便于后面测试MDU指令执行的时间，这里以TIM3定时器为例来学习和研究。

TIM3和TIM4定时器可以作为输出和输入定时器使用，我们这里考虑到用来计数或计时使用，所以就是用了定时器最基本的功能。选择TIM3是因为它在作为输入捕获定时器使用的时候支持48MHz的计数频率，应该感觉比较准。

1）定时器的初始化

我们就用来计时，所以采用最快的48MHz计数，所有不必要的中断全部关闭。

/*---------------------------------------------------------------------------*/

/* Name : void Timer3_Init(void)

/* Input : NO

/* Output : NO

/* Description: Timer3的参数设置

/*---------------------------------------------------------------------------*/

void Timer3_Init(void)

{

SetBit(PH_SEL, T3SEL); //Timer3端口使能

ClrBit(PH_SEL1, T3CT); //默认端口为P11,功能转移后为P01,需TIMER4转移到P00

//TIM3 输入timer模式，111对应48MHz

SetBit(TIM3_CR0, T3PSC2); //计数器时钟分频选择

SetBit(TIM3_CR0, T3PSC1); //000-->24M 001-->12M 010-->6M 011-->3M

SetBit(TIM3_CR0, T3PSC0); //100-->1.5M 101-->750K 110-->375K 111-->187.5K

ClrBit(TIM3_CR0, T3OCM);

ClrBit(TIM3_CR0, T3IRE); //比较匹配中断/脉宽检测中断0-->Disable 1-->Enable

ClrBit(TIM3_CR0, T3OPM); //0-->计数器不停止 1-->单次模式

//这里只取计数器的计数值，所以不需要中断了

ClrBit(TIM3_CR1, T3IPE); //输入Timer PWM周期检测中断使能 0-->Disable 1-->Enable

ClrBit(TIM3_CR1, T3IFE); //计数器上溢中断使能 0-->Disable 1-->Enable

ClrBit(TIM3_CR1, T3NM1); //输入噪声脉宽选择

ClrBit(TIM3_CR1, T3NM0); //00-->不滤波 01-->4cycles 10-->8cycles 11-->16cycles

ClrBit(TIM3_CR0, T3MOD); //0-->Timer模式 1-->输出模式

//手册中规定，定时器的计数值需要在停止计数时读取，否则低位无法读取

// SetBit(TIM3_CR1, T3EN); //TIM3使能 0-->Disable 1-->Enable

}

2）计时方式

oldt = newt ;

//使能计数

SetBit(TIM3_CR1, T3EN); //TIM3使能 0-->Disable 1-->Enable

//被测试部分代码

。。。。。

//禁止计数

ClrBit(TIM3_CR1, T3EN); //TIM3使能 0-->Disable 1-->Enable

newt = TIM3__CNTR;

//计算实际的计数差，确定执行时间

if(newt >= oldt)

IntToHex(str,newt-oldt);

else

IntToHex(str,65536-oldt+newt);

//打印到串口终端

put_string("tim3=");

put_string(str);

put_string("nr");

通过测定两次计时器的计数值来准确计算代码执行部分使用的时间。这里面应该会包含禁止计数器计数指令所包含的时间，这个时间误差可以考虑通过不同方式的多次测量来消除误差。

3）试验验证

第一次，被测部分代码为：

GP44 = 0;

for(PowerUpCnt = 0; PowerUpCnt < 10; PowerUpCnt++) ;

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image012.jpg

计数差为0x013B，计算时间为0x013B/48M = 6.5625*10e-6 = 6.5625微妙

第二次，我们改变被测部分

GP44 = 0;

for (PowerUpCnt = 0;PowerUpCnt < 5; PowerUpCnt++) ;

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image014.jpg

计数差为0x00A5，计算时间为0x00A5/48M = 3.4375*10e-6 =3.4375微妙

3、MDU模块的学习和测试

1）概述

官方文件中是这样描述MDU模块的，MDU 是一个计算协处理单元，主要协助单片机完成大数据量的复杂运算。MDU 除了提供乘除法运算外，还提供三角函数和低通滤波器的运算。在实际使用中，MDU 模块可以在中断程序和主程序调用而计算结果互不干扰。

通过这段描述，我们可以知道，厂家为了实现基于51内核的电机控制，特定的设置这样一个硬件加速器，完成乘除法运算、三角函数运算和低通滤波运算。

MDU的特性：

⚫ 支持中断嵌套调用

⚫ 硬件加速，减少 CPU负担

⚫ 支持以下运算模式

- 16位有符号乘法

- 16位有符号乘法(左移1 位)

- 16位无符号乘法

- 32位/16位的无符号除法

- 低通滤波器(LPF)

- 坐标转换(sin/cos)

- 反正切(Atan)

2）操作方式

手册中描述，一个完整的MDU 操作流程应包含如下步骤：

1. MDU_CR的启动 MDU 运算 (MDURUN)位置 1

2. 配置MUD_MD寄存器，选择 MDU的运算模式

3. 写入数据到 MDU_A、MDU_B、MDU_C、MDU_D，当 MDU 检测到 MDU_C[7:0]被写入数据时开始运算

4. 等待 MDU_CR 的MDU繁忙(MDUBUSY) 位置0

5. MDU_CR的终止 MDU 运算(MDUDONE) 位置1

3）下面测试MDU提供的几种数学运算的使用和执行时间

我了保证执行时间的准确性，我们采取循环多次取平均的方式反映实际的运算时间。

1. 16位有符号乘法

/*-------------------------------------------------------------------------------

有符号乘法 -- MuiltS_MDU

------------------------------------------------------------------------------*/

for (PowerUpCnt = 0; PowerUpCnt < 10; PowerUpCnt++)

MuiltS_MDU(0x4567, 0x4321,INT16_DataH,INT16_DataL);

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image016.jpg

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image018.jpg

计算结果的对比是正确的，时间为0x030F/48MHz/10= 1.63微妙

2. 16位有符号乘法（左移1位）

/*-------------------------------------------------------------------------------

有符号乘法，结果左移一位 -----> MuiltS1_MDU

---------------------------------------------------------------------------*/

for (PowerUpCnt = 0; PowerUpCnt < 10; PowerUpCnt++)

MuiltS1_MDU(31540,425,INT16_DataH,INT16_DataL);

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image020.jpg

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image022.jpg

计算结果的对比是正确的，时间为0x030F/48MHz/10= 1.63微妙

3. 16位无符号乘法

/*-------------------------------------------------------------------------------

无符号乘法 -----> Muilt_MDU

------------------------------------------------------------------------------*/

for (PowerUpCnt = 0; PowerUpCnt < 10; PowerUpCnt++)

Muilt_MDU(0x597,0x4321,INT16_DataH,INT16_DataL);

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image024.jpg

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image026.jpg

计算结果的对比是正确的，时间为0x030F/48MHz/10= 1.63微妙

4. 32位除16位无符号除法

1) 求商运算

/*-------------------------------------------------------------------------------

32Bit/16Bit无符号除法----求商 -----> DivQ_MDU

-------------------------------------------------------------------------------*/

for (PowerUpCnt = 0;PowerUpCnt < 10; PowerUpCnt++)

DivQ_MDU(0x1234,0x5678,0x04,INT16_DataH,INT16_DataL);

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image028.jpg

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image030.jpg

计算结果的对比是正确的，时间为0x0431/48MHz/10= 2.235微妙

2) 求余数运算

/*------------------------------------------------------------------------------

32Bit/16Bit无符号除法----求余数 -----> DivR_MDU

------------------------------------------------------------------------------*/

for (PowerUpCnt = 0; PowerUpCnt < 10;PowerUpCnt++)

DivR_MDU(0x1234,0x5678,0x04,INT16_DataH);

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image032.jpg

经计算余数为了0，时间为0x03B9/48MHz/10= 1.985微妙

5. 坐标转换

/*------------------------------------------------------------------------------

Sin/Cos计算与坐标转换 -----> SinCos_MDU(iCos0,iTheta, iSin0, iCos, iSin)

-------------------------------------------------------------------------------*/

for (PowerUpCnt = 0;PowerUpCnt < 10; PowerUpCnt++)

SinCos_MDU(0x1234,45,0x2134,INT16_DataH,INT16_DataL);

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image034.jpg

坐标变换公式：

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image036.jpg

可以计算得到：

45换算为角度：45/32767*180 = 2.47

Sin0 = 0x1234*sin2.47 +0x2134*cos2.47 = 8692=0x21F4,

Cos0= 0x1234*cos2.47 -0x2134*sin2.47 = 4290=0x10C2,

这个的计算结果有点偏大了，不知道怎么回事。希望批评指正。

时间为0x0431/48MHz/10 = 2.235微妙

6. 反正切

/*----------------------------------------------------------------------------------

角度计算 -----> Atan_MDU

幅值计算 -----> Atan_MDU

------------------------------------------------------------------------------*/

for (PowerUpCnt = 0;PowerUpCnt < 10; PowerUpCnt++)

Atan_MDU(0x1234,0x2134,INT16_DataH,INT16_DataL);

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image038.jpg

幅值的计算公式：

file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip1\01clip_image040.jpg

可以计算得到iUs = √0x12342+0x21342 = 9693 =0x25DD 计算结果与现实基本相同。

角度计算为

iTheta = tan-1（sin/cos） = tan-1(0x2134/0x1234) = 61.266度

换算为16进制有符号数为

iTheta = 61.266*32767/180 = 11153=0x2B91 计算结果与现实相符。

时间为0x03F5/48MHz/10 = 2.11微妙

jyaxz · 2021-8-22 17:38:08

图片上传有问题，看来需要重新编辑了

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