基于stm32f103的lin通信电路

<think>好的，用户现在想查找基于STM32F103C8T6实现单相全桥逆变电路的相关资料和示例代码。首先，我需要回顾之前的对话，看看已经提供了哪些信息。之前的回答中提到了硬件设计方案、软件控制策略、关键代码实现以及保护机制等内容，特别是关于SPWM生成、ADC采样和PWM配置的代码示例。现在用户进一步要求具体的实现方案和示例代码，可能需要更详细的步骤和代码片段。 接下来，用户提供的引用资料中，引用[1]详细介绍了单相全桥逆变的原理和仿真，这可能对用户理解拓扑结构有帮助。引用[2]关于步进电机的驱动可能与逆变电路关系不大，但可能涉及PWM控制，不过暂时可以忽略。引用[3]是关于USART中断处理的代码，可能与通信相关，但用户的问题集中在逆变电路，所以这部分可能不太相关。引用[4]提到了单相逆变器和SPWM生成代码，这应该是关键，但具体代码内容未显示，需要结合之前的回答中的代码示例。 用户的需求明确：基于STM32F103C8T6的单相全桥逆变电路实现方案和示例代码。需要确保回答结构清晰，分步骤说明，并提供可靠的代码示例。同时，用户可能希望了解如何配置定时器生成SPWM、如何实现死区控制、以及ADC采样与PWM的同步等关键点。 需要验证之前的回答中的代码是否适用于STM32F103C8T6，特别是定时器配置部分，因为不同STM32型号的定时器可能略有不同。例如，TIM1在F103系列中是高级定时器，支持互补输出和死区插入，这对于全桥逆变至关重要。需要确认代码中的寄存器配置是否正确，比如TIM_Prescaler和TIM_Period的计算是否适合F103的时钟频率。 另外，用户可能对SPWM的具体生成方法感兴趣，比如如何通过查表法或实时计算生成正弦调制波，以及如何通过DMA更新占空比。之前的回答中提到了使用DMA，但代码示例中没有具体展示，可能需要补充这部分内容。 保护机制方面，用户可能需要过流和过压保护的具体实现，比如如何配置比较器或使用ADC中断来触发保护动作。之前的代码中有一个Protection_Check函数，但需要确认其在实际硬件中的可行性，比如如何获取Iout和Vdc的值，以及如何处理故障信号。 最后，用户可能需要参考资料或示例项目，但由于无法提供外部链接，可以建议参考STM32的官方文档或应用笔记，如AN1017关于电机控制的应用，或者使用STM32CubeMX进行配置生成代码框架。 总结，回答需要包括硬件配置步骤、SPWM生成方法、关键代码示例（尤其是定时器配置和中断处理）、保护机制实现，以及可能的优化建议。同时，确保代码符合STM32F103C8T6的特性，并验证其正确性。</think>#### STM32F103C8T6单相全桥逆变实现方案 以下方案基于$STM32F103C8T6$（72MHz主频，含高级定时器TIM1）实现全桥逆变，支持SPWM调制和双闭环控制。 --- ### 一、硬件核心配置 1. **主电路拓扑** - **全桥MOSFET选型**：IRF540N（100V/33A，需匹配散热设计） - **驱动电路**：光耦TLP250+自举电路（见图2），支持互补PWM输出[^1] - **LC滤波器**：$L=2mH$（磁环电感），$C=10\mu F$（高频薄膜电容）[^4] 2. **STM32引脚分配** ```c // PWM输出引脚（TIM1通道1/2互补输出） #define HIN1 GPIO_Pin_8 // PA8 (TIM1_CH1) #define LIN1 GPIO_Pin_9 // PA9 (TIM1_CH1N) #define HIN2 GPIO_Pin_10 // PA10 (TIM1_CH2) #define LIN2 GPIO_Pin_11 // PA11 (TIM1_CH2N) ``` --- ### 二、SPWM生成代码实现 #### 1. 定时器配置（含死区控制） ```c void TIM1_PWM_Init(u16 arr, u16 psc) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure; // 时基配置（载波频率=72MHz/(arr+1)/(psc+1)） TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr-1; // 例如arr=360 → 20kHz TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc-1; // psc=1 → 72MHz TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); // PWM模式配置 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // 初始占空比 TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); // 死区时间配置（72MHz时钟下，0x18≈1μs） TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0x18; TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Enable; TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High; TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRInitStructure); TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE); TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); } ``` #### 2. SPWM调制表生成 ```c #define SIN_TABLE_SIZE 200 // 50Hz正弦波，载波20kHz → 400点/周期 u16 SPWM_Table[SIN_TABLE_SIZE]; void Generate_SPWM_Table(float modulation_ratio) { for(int i=0; i<SIN_TABLE_SIZE; i++) { float angle = 2 * 3.14159 * i / SIN_TABLE_SIZE; SPWM_Table[i] = (u16)((TIM1->ARR + 1) * (1 + modulation_ratio * sin(angle)) / 2); } } ``` #### 3. 实时更新占空比（DMA方式） ```c void DMA_SPWM_Update(void) { DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; // DMA通道配置（TIM1_CH1/CH2 CCR寄存器地址） DMA_DeInit(DMA1_Channel2); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&TIM1->CCR1; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)SPWM_Table; DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SIN_TABLE_SIZE; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable; // CCR1→CCR2交替写入 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; DMA_Init(DMA1_Channel2, &DMA_InitStructure); DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE); TIM_DMACmd(TIM1, TIM_DMA_Update, ENABLE); // 定时器更新事件触发DMA } ``` --- ### 三、闭环控制代码片段 #### 1. ADC采样（电流/电压） ```c void ADC_Init(void) { ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; // 配置ADC1（通道0→电池电压，通道1→输出电流） ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.NbrOfChannel = 2; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); // 校准与启动 ADC_ResetCalibration(ADC1); while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); ADC_StartCalibration(ADC1); while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); } ``` #### 2. 电压电流双闭环PID ```c typedef struct { float Kp, Ki, Kd; float integral, prev_error; } PID_Controller; float PID_Compute(PID_Controller* pid, float setpoint, float measurement) { float error = setpoint - measurement; pid->integral += error; float derivative = error - pid->prev_error; pid->prev_error = error; return pid->Kp * error + pid->Ki * pid->integral + pid->Kd * derivative; } // 主循环调用示例 PID_Controller v_pid = {0.5, 0.01, 0.0, 0, 0}; PID_Controller i_pid = {0.3, 0.05, 0.0, 0, 0}; void Control_Loop(void) { float Vdc = ADC_GetValue(ADC1) * 0.805f; // 330V量程 float Iout = ADC_GetValue(ADC2) * 0.0244f; // 100A量程 // 电压外环→电流内环 float i_ref = PID_Compute(&v_pid, 220.0, Vdc); // 目标电压220V float duty = PID_Compute(&i_pid, i_ref, Iout); // 限制占空比范围(10%~90%) duty = (duty < 0.1) ? 0.1 : (duty > 0.9) ? 0.9 : duty; TIM1->CCR1 = (u16)(duty * TIM1->ARR); } ``` --- ### 四、关键调试技巧 1. **示波器观测点** - MOSFET栅极波形：验证死区时间是否有效（推荐1-2μs） - LC滤波器输出：THD应<3%（使用FFT功能分析） 2. **EMI优化方法** - 在MOSFET漏源极并联$RC$吸收电路（$R=10\Omega$，$C=1nF$） - 采用星型接地，功率地与数字地单点连接[^4] --- ### 五、完整工程框架 ```c // main.c 主程序框架 #include "stm32f10x.h" #include "pwm.h" #include "adc.h" #include "pid.h" int main(void) { SystemInit(); NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); Generate_SPWM_Table(0.85); // 调制比0.85 TIM1_PWM_Init(360, 0); // 20kHz载波 DMA_SPWM_Update(); // 启动SPWM波形 ADC_Init(); // 初始化采样 while(1) { if(ADC_Flag == 1) { // ADC采样完成标志 Control_Loop(); // 执行闭环控制 ADC_Flag = 0; } Protection_Check(); // 过流/过压检测 } } ``` ---