# 4008_FOC_HID

**Repository Path**: chen_zac/4008_FOC_HID

## Basic Information

- **Project Name**: 4008_FOC_HID
- **Description**: 一款STM32G431小电流一体式的FOC_HID学习套件
- **Primary Language**: C/C++
- **License**: MulanPSL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 21
- **Created**: 2023-05-04
- **Last Updated**: 2023-05-04

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

**求个START**

## 一. 硬件设计

**主控** : STM32G431CBT6

**稳压芯片**: AMS1117-3.3

**升压芯片**: MT3608(5V升压12V,最大电流支持2A)

**电流采样芯片**: INV199A1DCKR(两相)

**电机驱动芯片**: DRV8313

采用type-c接口供电以及进行usb通讯，2.54弯针接口进行ST-Link下载程序，另外提供了一个PH2.0-3接口(本人用来驱动ws2812)，采用两层板设计。

<img src="https://gitee.com/whpUp/4008_FOC_HID/raw/master/4.Image/pcb%E6%8F%8F%E8%BF%B0%E5%9B%BE-%E6%AD%A3%E9%9D%A2.png" alt="pcb描述图-反面" style="zoom: 33%;" />

<img src="https://gitee.com/whpUp/4008_FOC_HID/raw/master/4.Image/pcb%E6%8F%8F%E8%BF%B0%E5%9B%BE-%E5%8F%8D%E9%9D%A2.png" alt="pcb描述图-正面" style="zoom:33%;" />

<img src="https://gitee.com/whpUp/4008_FOC_HID/raw/master/4.Image/%E6%95%B4%E4%BD%93%E5%9B%BE.jpg" alt="整体图" style="zoom: 25%;" />

## 二. 软件设计

##### (1).STM32平台软件设计

###### 1. AS5600参数校准

通过IIC接口读取0x0F和0x0E两个寄存器，可以得到电机的机械角度，此时电机的零角度与AS5600读出的零角度可能不对应，需要进行校准。

将电机旋转到你预想0°的位置，设置foc角度为0°，可以将Ud设置大一点，然后上电，可以看到电机有个微小的偏移，此时读出AS5600的角度值X1，作为**机械角度零偏值**。然后将foc角度设置为90°，上电，再次读出AS5600的角度值X2，那么就可以确定电机的**极对数** = (360 / ((X2 -X1)*4))。电角度和机械角度的转换关系就可以确定下来了。

###### 2. USB协议设计

与PC平台通讯将采用HID复合设备的显示，共两个接口。

第一个为自定义的HID，每个数据包为8bytes，用来进行数据交互。

第二个为HID键盘，配合电机可以发送一些对应的按键，例如: 暂停、切歌、调节音量等等。

##### (2). QT平台软件设计

###### 1. USB协议

采用开源库hidapi进行设计，通过PID和VID锁定设备，然后对接口0进行读写，接口1不管。

###### 2. 串口协议

同样支持通过串口进行交互

###### 2. OpenGL 电机模型

采用OpenGL库读取电机3D模式obj文件，然后将其显示在界面中，与电机旋转位置保持一致。

##### (3).  通讯协议

一个数据包为8字节，首字节恒为0xef，尾字节恒为0xab，中间六个字节为有效数据部分。



###### 1. 公共参数

上位机发送

| 功能码 |     参数码     |   数值4   |    数值3    |    数值2    |   数值1   |
| :----: | :------------: | :-------: | :---------: | :---------: | :-------: |
|  0x12  | 0x20(运行模式) |     0     |      0      |      0      |   模式    |
|  0x12  |    0x2a(Uq)    | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x12  |    0x2b(Ud)    | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x12  |   0x2c(速度)   | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |

上位机接收

| 功能码 |    参数码    |   数值4   |    数值3    |    数值2    |   数值1   |
| :----: | :----------: | :-------: | :---------: | :---------: | :-------: |
|  0x14  |   0x2a(Uq)   | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x14  |   0x2b(Ud)   | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x14  |  0x2c(速度)  | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x14  |  0x2d(角度)  | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x14  | 0x2e(Iq电流) | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x14  | 0x2f(Id电流) | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |

##### 2. 位置控制

上位机发送

| 功能码 |     参数码     |   数值4   |    数值3    |    数值2    |   数值1   |
| :----: | :------------: | :-------: | :---------: | :---------: | :-------: |
|  0x22  | 0x1a(设置角度) |     0     |      0      |  角度高8位  | 角度低8位 |
|  0x22  |  0x1b(设置P)   | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x22  |  0x1c(设置I)   | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x22  |  0x1d(设置D)   | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |

上位机接收

| 功能码 |   参数码    |   数值4   |    数值3    |    数值2    |   数值1   |
| :----: | :---------: | :-------: | :---------: | :---------: | :-------: |
|  0x24  | 0x1b(接收P) | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x24  | 0x1c(接收I) | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |
|  0x24  | 0x1d(接收D) | float高位 | float低三位 | float低二位 | float低位 |



##### 3. 开环控制

上位机发送

| 功能码 |       参数码       | 数值4 | 数值3 | 数值2 |          数值1           |
| :----: | :----------------: | :---: | :---: | :---: | :----------------------: |
|  0x32  | 0x1a(设置运动方向) |   0   |   0   |   0   | 方向(0-顺时针，1-逆时针) |