机器人关节国产MCU AT32F403 DRV8313磁编码BLDC FOC直流无刷电机说明

背景说明

最近调试一款机器人产品，用到了之前的伺服电机FOC控制，实现了几个电机串联，用来实现机器人手臂控制，现在做机器人的很多，觉得这套方案可以帮助更多的人，快速搭建控制系统，实现关节手臂的控制，以及路径规划，而不用被串联、调参、电机驱动所束缚。所以把这套方案单独拿出来，希望可以帮助大家。

因为我这边努力实现***全覆盖（很难，坑太多了），所以就把原来STM32上跑的程序全部移植在国产的MCU AT32F403当中，一看这个名称大家也都明白，这个芯片跟STM32也是有渊源的。电源芯片我也用了国产的芯片，说实话，吃了不少亏，但想想帮着***厂家尽一份微薄之力，也就释然了。宝贝淘宝店里面有上，也希望更多的开发者都支持***！开发不易也希望大家多多支持笔者！

在用户调试过程中，笔者会指导和提供开发者级别的技术支持，如果改动工作不大，笔者会尽量满足用户的需求，并在线解决调参软件以及代码调试中遇到的各种各样的坑！这一点绝对屏蔽网上各种恶意剽窃。所以价格高些，用户多了也支持不过来，请大家理解，觉得贵的请绕道，提前谢了！

网上电机FOC控制有很多文章视频，包括一些开发板。但是讲解的也都不太好理解，程序分支也是比较多，最不能容忍的是动不动烧板子。所以我就来个简洁明了，直接就是这款AT32F403+DRV8313实现多轴直流无刷电机BLDC的FOC控制，以及IMU以及磁编码器调参。

嵌入式硬件

硬件主控芯片AT32F403A，240MHz主频，但是因为功耗问题，我把主频控制在140MHz，要跑IMU6050姿态解算的算法、电机控制、磁编码器解算控制，以及和子板通信控制。

电机驱动还是用的DRV8313，磁编码用的是AS5600，说实话没找到比较满意的替代芯片。

电源输入采用的宽电压输入，9~36V，大家可以调整输入电压得到比较理想的电机驱动效果。好多市面上的FOC板子动不动就烧了，还是电源以及管子的导通开关没有做好，我这个板子可以支持3A的电流，我用了这么多，调试了这么长时间还没有烧板子烧电机的。当然，这个调试和使用习惯也有关系（笔者自己手欠欠的测量信号，导致IIC信号和输入12V短路，一窝烧了串联的3块板子，心疼的不得了）。

主板和子板通过IIC链接，只有4根线，其他线备用。特殊场景下，走线可以穿轴，这样更灵活。

配置使用说明

拿到板卡，和资料，先打开调参软件，让我们先来熟悉一下界面：

电机控制页如下图：

IMU控制页如下图：

磁编码器控制页如下图：

升级页面如下(新增功能)：

1、第一步，设置BoardID：

所有的电机默认都是主板YAW轴控制板。通过PC调参软件进行板卡ID的设置，使板卡可以配置成为子板。

接好线路，接通12V电源，接好串口，串口接在当前的板卡，设置当前的板卡BoardID。注意，BoardID不同其他参数设置，不同串行设置。

1、第二步，校准磁编码器：

如果是多个板卡，请串行接好板卡，主板接好串口和电源。

之后电机磁编码器控制页面，进行如下步骤校准磁编码器：

1、第三步，如果有IMU，开始校准IMU，方法同第二步类似。

2、第四步，调整电机参数：

调参前请先点击“Read Parameters”按钮，读出板卡中的现有参数。

电机调参包括极对数、力矩、转速、以及电机PID调整。

每一项都是拖动滑动条，进行调参，调参完成点击“Write Parameters”按钮，保存参数。调参完成点击“Write Parameters”按钮，保存参数。调参完成点击“Write Parameters”按钮，保存参数。重要的事情说三遍！！！
参数如下图：

IMU参数：参考MPU-6050 Spec。

磁编码器参数：参考AS5600 12-Bit Programmable Contactless Potentiometer Spec。

包装如下图：

审核编辑：汤梓红