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2026-07-17 15:18:46 +08:00
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-## Example Summary
+# FOC 电机控制工程

-Empty project using DriverLib.
-This example shows a basic empty project using DriverLib with just main file
-and SysConfig initialization.
+## 1. 工程概述

-## Peripherals & Pin Assignments
+本工程是基于 **TI MSPM0G3507** 微控制器的 **FOC（磁场定向控制）** 电机控制方案，用于驱动无刷直流电机（BLDC），实现高精度角度控制。

-| Peripheral | Pin | Function |
-| --- | --- | --- |
-| SYSCTL |  |  |
-| DEBUGSS | PA20 | Debug Clock |
-| DEBUGSS | PA19 | Debug Data In Out |
+### 硬件平台
+- **MCU**: MSPM0G3507（MSPM0系列，Cortex-M0+内核）
+- **开发板**: LP_MSPM0G3507 LaunchPad
+- **编码器**: MT6701（磁编码器，I2C接口，14位分辨率）

-## BoosterPacks, Board Resources & Jumper Settings
+### 软件特性
+- 完整的FOC算法实现（克拉克逆变换、帕克逆变换）
+- 开环/闭环双控制模式
+- 单角度环PID控制
+- UART串口指令接收
+- 模块化代码结构

-Visit [LP_MSPM0G3507](https://www.ti.com/tool/LP-MSPM0G3507) for LaunchPad information, including user guide and hardware files.
+---

-| Pin | Peripheral | Function | LaunchPad Pin | LaunchPad Settings |
-| --- | --- | --- | --- | --- |
-| PA20 | DEBUGSS | SWCLK | N/A | <ul><li>PA20 is used by SWD during debugging<br><ul><li>`J101 15:16 ON` Connect to XDS-110 SWCLK while debugging<br><li>`J101 15:16 OFF` Disconnect from XDS-110 SWCLK if using pin in application</ul></ul> |
-| PA19 | DEBUGSS | SWDIO | N/A | <ul><li>PA19 is used by SWD during debugging<br><ul><li>`J101 13:14 ON` Connect to XDS-110 SWDIO while debugging<br><li>`J101 13:14 OFF` Disconnect from XDS-110 SWDIO if using pin in application</ul></ul> |
+## 2. 工程结构

-### Device Migration Recommendations
-This project was developed for a superset device included in the LP_MSPM0G3507 LaunchPad. Please
-visit the [CCS User's Guide](https://software-dl.ti.com/msp430/esd/MSPM0-SDK/latest/docs/english/tools/ccs_ide_guide/doc_guide/doc_guide-srcs/ccs_ide_guide.html#sysconfig-project-migration)
-for information about migrating to other MSPM0 devices.
+```
+FOC/
+├── 3rd/                          # 第三方模块
+│   ├── dfoc.c/h                  # FOC核心算法
+│   ├── mt6701.c/h                # MT6701编码器驱动
+│   ├── pid_control.c/h           # PID控制器
+│   ├── pwm.c/h                   # PWM输出控制
+│   ├── lowpass_filter.c/h        # 低通滤波器
+│   ├── uart_redircet.c/h         # printf重定向
+│   ├── delay.c/h                 # 延时函数
+│   └── config.h                  # 调试配置
+├── keil/                         # Keil工程文件
+│   ├── empty_LP_MSPM0G3507_nortos_keil.uvprojx
+│   ├── mspm0g3507.sct
+│   └── startup_mspm0g350x_uvision.s
+├── empty.c                       # 主程序入口
+├── empty.syscfg                  # SysConfig配置文件
+├── ti_msp_dl_config.c/h          # SysConfig生成的配置代码
+└── README.md                     # 工程文档
+```

-### Low-Power Recommendations
-TI recommends to terminate unused pins by setting the corresponding functions to
-GPIO and configure the pins to output low or input with internal
-pullup/pulldown resistor.
+---

-SysConfig allows developers to easily configure unused pins by selecting **Board**→**Configure Unused Pins**.
+## 3. 核心模块说明

-For more information about jumper configuration to achieve low-power using the
-MSPM0 LaunchPad, please visit the [LP-MSPM0G3507 User's Guide](https://www.ti.com/lit/slau873).
+### 3.1 FOC算法 (`dfoc.c`)

-## Example Usage
+FOC核心算法实现，包含坐标变换和控制逻辑。

-Compile, load and run the example.
+**功能列表**:
+
+| 函数 | 功能 |
+|------|------|
+| `SetPhaseVoltage()` | 帕克逆变换 + 克拉克逆变换，计算三相电压 |
+| `SetPwm()` | 将电压转换为占空比，输出PWM |
+| `electricAngle()` | 计算电气角度 |
+| `normalizeAngle()` | 角度归一化到0~2π |
+| `constrain()` | 幅值限幅 |
+| `FOC_Init()` | FOC初始化，校准零电角度 |
+| `Set_Angle()` | 单角度环闭环控制 |
+| `velocityopenloop()` | 开环速度控制 |
+
+**关键参数**:
+
+| 参数 | 值 | 说明 |
+|------|-----|------|
+| `voltage_limit` | 8V | 输出电压限幅 |
+| `voltage_power_supply` | 12.0V | 供电电压 |
+
+### 3.2 编码器驱动 (`mt6701.c`)
+
+MT6701磁编码器驱动，通过I2C接口读取角度数据。
+
+**特性**:
+- 通信方式: I2C（从设备地址0x06）
+- 分辨率: 14位（16384脉冲/圈）
+- 支持单圈/多圈角度读取
+
+**函数列表**:
+
+| 函数 | 功能 |
+|------|------|
+| `MT6701_iic_read_angel()` | I2C读取原始角度数据 |
+| `GetAngle_NoTrack()` | 获取单圈角度（弧度） |
+| `GetAngle()` | 获取多圈累计角度（弧度） |
+| `GetVelocity()` | 计算角速度 |
+
+### 3.3 PID控制器 (`pid_control.c`)
+
+增量式PID控制器实现。
+
+**参数**:
+- Kp: 0.067（比例系数）
+- Ki: 0.01（积分系数）
+- Kd: 0（微分系数）
+- 输出限幅: ±5.0
+- 积分限幅: ±5.0
+
+### 3.4 PWM控制 (`pwm.c`)
+
+3路独立PWM输出控制。
+
+**配置**:
+- 定时器: TIMA0
+- 频率: 15kHz
+- 通道: 3路
+- 引脚: PA21, PA22, PB20
+
+### 3.5 UART重定向 (`uart_redircet.c`)
+
+将标准printf重定向到UART，支持串口调试输出。
+
+---
+
+## 4. 通信接口
+
+### 4.1 UART指令接口
+
+- 波特率: 115200
+- 数据位: 8位
+- 停止位: 1位
+- 校验: 无
+
+**指令格式**: `T+数值+\n`
+
+| 示例 | 说明 |
+|------|------|
+| `T1.57\n` | 设置目标角度为1.57弧度 |
+| `T-0.785\n` | 设置目标角度为-0.785弧度 |
+
+**接收机制**:
+- DMA方式接收6字节数据包
+- 接收完成触发中断，解析指令并更新目标角度
+
+### 4.2 I2C编码器接口
+
+- 速度: 100kHz
+- 用于读取MT6701编码器角度数据
+
+---
+
+## 5. 主程序流程
+
+```
+main()
+    │
+    ├─→ SYSCFG_DL_init()          // 初始化所有硬件外设
+    ├─→ DMA配置                   // 配置UART接收DMA
+    ├─→ NVIC_EnableIRQ()          // 使能UART和定时器中断
+    ├─→ DL_TimerA_startCounter()  // 启动PWM定时器
+    ├─→ DL_TimerG_startCounter()  // 启动通用定时器
+    ├─→ FOC_Init(12.6)            // FOC初始化，校准零电角度
+    │
+    └─→ while(1)
+            ├─→ 检查gCheckUART标志
+            ├─→ 解析UART命令 → 更新Target
+            └─→ Set_Angle(Target) // 执行闭环控制
+```
+
+**中断服务函数**:
+
+| 中断 | 功能 |
+|------|------|
+| `TIMER_0_INST_IRQHandler` | 定时器中断（调试用，LED闪烁，打印目标值） |
+| `UART_0_INST_IRQHandler` | UART DMA接收完成中断，设置接收标志 |
+
+---
+
+## 6. 关键配置参数
+
+### 6.1 电机参数 (`empty.c`)
+
+| 参数 | 值 | 说明 |
+|------|-----|------|
+| `pp` | 7 | 电机极对数 |
+| `Dir` | -1 | 电机方向（-1为反转，1为正转） |
+
+### 6.2 系统时钟 (`ti_msp_dl_config.h`)
+
+| 参数 | 值 | 说明 |
+|------|-----|------|
+| `CPUCLK_FREQ` | 32MHz | CPU系统时钟 |
+| `PWM_0_INST_CLK_FREQ` | 16MHz | PWM定时器时钟 |
+
+### 6.3 调试配置 (`config.h`)
+
+```c
+#define DEBUG_ENABLED        true    // 总调试开关
+#define DEBUG_MT_ENABLED     false   // 编码器调试输出
+#define DEBUG_DFOC_ENABLED   false   // FOC算法调试输出
+```
+
+---
+
+## 7. 控制模式
+
+### 7.1 闭环角度控制（默认）
+
+通过PID控制器实现精确角度定位：
+
+```c
+// 主循环中调用
+if(gCheckUART)
+{
+    gCheckUART = false;
+    parse_uart_cmd();
+    Set_Angle(Target);  // 闭环控制
+}
+```
+
+**控制流程**:
+1. 读取编码器当前角度
+2. 计算角度误差（目标角度 - 当前角度）
+3. PID控制器输出Uq电压
+4. 执行FOC变换，输出PWM
+
+### 7.2 开环速度控制
+
+直接按目标速度旋转，无位置反馈：
+
+```c
+// 主循环中调用（需注释掉闭环代码）
+velocityopenloop(Target);
+```
+
+---
+
+## 8. 引脚分配
+
+### 8.1 PWM输出
+
+| 通道 | 引脚 | 功能 |
+|------|------|------|
+| PWM CH0 | PA21 | U相 |
+| PWM CH1 | PA22 | V相 |
+| PWM CH2 | PB20 | W相 |
+
+### 8.2 I2C编码器
+
+| 引脚 | 功能 |
+|------|------|
+| PB2 | I2C_SCL |
+| PB3 | I2C_SDA |
+
+### 8.3 UART
+
+| 引脚 | 功能 |
+|------|------|
+| PA10 | UART_TX |
+| PA11 | UART_RX |
+
+### 8.4 其他
+
+| 引脚 | 功能 |
+|------|------|
+| PA0 | LED |
+| PA19 | SWDIO |
+| PA20 | SWCLK |
+
+---
+
+## 9. 使用方法
+
+### 9.1 编译
+
+使用Keil MDK打开 `keil/empty_LP_MSPM0G3507_nortos_keil.uvprojx` 工程文件，编译生成固件。
+
+### 9.2 烧录
+
+通过XDS-110调试器将固件烧录到LP_MSPM0G3507开发板。
+
+### 9.3 调试
+
+1. 连接串口到PA10/PA11（UART0）
+2. 打开串口助手，波特率设置为115200
+3. 发送指令格式: `T+数值+\n`，例如 `T1.57\n`
+4. 观察电机响应和串口输出
+
+---
+
+## 10. 代码说明
+
+### 10.1 编码规范
+
+- 使用C语言编写，符合C99标准
+- 变量命名: 小写+下划线（如 `voltage_limit`）
+- 函数命名: 首字母大写（如 `SetPhaseVoltage`）
+- 中文注释，便于理解
+
+### 10.2 注意事项
+
+1. 修改电机极对数时需同时修改 `empty.c` 中的 `pp` 参数
+2. 编码器方向不对时调整 `Dir` 参数
+3. PID参数需根据实际电机调试优化
+4. 电压参数需与实际供电电压匹配
+
+---
+
+## 11. 版本信息
+
+| 项目 | 说明 |
+|------|------|
+| SDK版本 | MSPM0 SDK 2.07.00.05 |
+| 编译工具 | Keil MDK |
+| 目标MCU | MSPM0G3507 |
+| FOC算法 | 无传感器FOC（仅位置闭环）