雅特力低压电机控制开发板及电机库介绍

随着工业自动化，智能家居及汽车电子的发展普及，直流无刷电机（BLDC）和永磁同步电机（PMSM）在诸多领域有了广泛应用。电机作为机械装备上至关重要的组件之一，无论是产品的性能，或是消费者的使用感受，都关乎于电机驱动和控制技术的好坏。

雅特力致力于建立高效电机控制生态系统，不仅有适用于电机控制的MCU，硬件开发套件，还提供有免费且易于使用的电机控制软件算法。从方波驱动到弦波驱动，从霍尔感测器的回授到无感测器的回授，雅特力都有建立起相关资源，协助电机控制工程师快速实现高效的电机矢量控制方案。

低压电机控制开发板

雅特力电机开发板是一个泛用型的低压三相电机驱动器，应用AT32系列微控制器搭配雅特力电机函数库，可驱动直流无刷电机、交流同步电机，以及异步电机。具备一个微控制器转接插座，可使用不同的AT32系列微控制器，执行电机控制算法。雅特力目前已提供基于双ADC引擎AT32F413的低压电机开发板和基于高速比较器AT32F421的低压电机开发板。

电机开发板设有霍尔信号接口与编码器接口，可回馈转子位置，进行有位置传感器的FOC控制驱动或六步方波驱动。提供剎车电阻接口，可应用于高动态响应控制时的动态剎车功能。具备三相输出端电压检测连接至ADC，以及虚拟中性点电路和比较器电路，可实现多种直流无刷电机(BLDC)六步方波无位置传感器驱动应用。并具备3个相电流检测电阻与1个直流地端母线电流检测电阻，可应用三电阻、两电阻电流检测，以及单电阻电流检测等三种电流检测方式。可执行有位置传感器与无位置传感器等磁场导向(field-oriented)向量控制法则(vector control algorithm)驱动三相交流电机，实现家用、商用以及工业等产品的电机控制应用技术。

开发板系统架构图

在命令输入接口部分，除具有USB转UART界面、UART界面以及I2C接口外，并提供一个电位器模拟输入接口，可改变电位器电阻分压，输出电压命令由ADC读取。此外，有两个指拨开关以及一个按钮开关，可提供程序做控制模式设定，并提供5个LED指示灯，其中包含一个错误指示灯。

AT32电机函数库

雅特力针对电机开发提供了方便易用的AT32F413与AT32F421电机库，包含矢量控制电机库函数(mc_foc_library.lib)和6-step方波控制电机库函数(mc_bldc_library.lib)，用户可根据电机控制方式选择电机库，两类电机库皆包含有传感器的控制函数以及无传感器的控制函数，注意在使用电机库时皆须调用初始设定相关函数以进行软件的初始设定。

电机库函数、使用者自定义函数与UI函数均建构于BSP之上，而用户自行撰写的控制程序则植基于电机库函数、用户自定义函数与UI函数之上。因此用户可以很方便地调用电机控制函数控制MCU硬件外设，实现电机控制程序。并可同时经由UI控制函数与外部个人计算机UI软件工具链接，传输实时的电机控制状态或实时改变控制参数与命令。

以下为一个电机控制工程中电机库应用函数与其它MCU基础函数(BSP)、UI通讯程序，以及用户撰写的控制函数与自定义函数之间的关系图。

电机库控制程序架构图

以下为电机库文档结构说明图。头文件提供设定MCU外设、控制形式、电机参数、控制板参数、控制器参数，相关的设定参数于mc_xxx_globals.c中的函数设定变数初值，MCU外设规划则由mc_hwoio.c文件执行相关外设初使化设定。

电机库文档结构说明图

雅特力在电机成本、可靠性等方面不断做出突破与改进，AT32F421、AT32F4212、AT32F413三款电机MCU搭配Cortex-M4内核和雅特力电机库算法，具有快速高效的算法能力和高性价比的价格优势，可满足电机控制在系统复杂性、实时性和智能化等方面日益严苛的要求。