关于bldc的学习笔记（三）无刷测速原理

第一步：可以看出当只有一对级时，旋转一圈霍尔输出一个完整脉冲（一N一S）

第二步：计算其中高电平的持续时间，即：t = C / Ft   （其中Ft是计数频率，C为计数次数

第三步：所以旋转一圈，需要的总时间为T = 2*C/Ft

所得出的结果就为：s/圈 ，倒数就为：圈/s ，转化为RPM即：Ft/（2*C） *60 即可

值得注意的是，转子由N到S，就是经历了电角度180度，这个是关键，在根据上文说到的公式：
电角度 = 机械角度 * 极对数

可以知道，一极对下，电机转一圈霍尔信号就是一高一低（一次高电平，一次低电平为一个周期，此时刚好转一圈）因为此时电角度等于机械角度。
由此，我们可以推导出，在n极对数下，电机转一圈霍尔信号就是n高n低，一圈机械角度为360度，那么电角度 = n*360

在代码实现上，我们重点关注一个霍尔信号即可，通过这个信号告诉mcu此时霍尔信号跳变情况。

/**
 * @brief       获取霍尔传感器引脚状态
 * @param       motor_id ：无刷接口编号
 * @retval      霍尔传感器引脚状态
 */
u32 hallsensor_get_state(u8 motor_id)
{
	__IO static u32 state;
    state  = 0;
    if(motor_id == MOTOR_1)
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(HALL1_TIM_CH1_GPIO,HALL1_TIM_CH1_PIN) != GPIO_PIN_RESET)  /* 霍尔传感器状态获取 */
        {
            state |= 0x01U;
        }
        if(HAL_GPIO_ReadPin(HALL1_TIM_CH2_GPIO,HALL1_TIM_CH2_PIN) != GPIO_PIN_RESET)  /* 霍尔传感器状态获取 */
        {
            state |= 0x02U;
        }
        if(HAL_GPIO_ReadPin(HALL1_TIM_CH3_GPIO,HALL1_TIM_CH3_PIN) != GPIO_PIN_RESET)  /* 霍尔传感器状态获取 */
        {
            state |= 0x04U;
			g_bldc_motor1.hall_single_sta = 1; //检测单次霍尔电平信号，做速度计算
        }
		else g_bldc_motor1.hall_single_sta = 0;
    }
    else if(motor_id == MOTOR_2)
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(HALL2_TIM_CH1_GPIO,HALL2_TIM_CH1_PIN) != GPIO_PIN_RESET)  /* 霍尔传感器状态获取 */
        {
            state |= 0x01U;
        }
        if(HAL_GPIO_ReadPin(HALL2_TIM_CH2_GPIO,HALL2_TIM_CH2_PIN) != GPIO_PIN_RESET)  /* 霍尔传感器状态获取 */
        {
            state |= 0x02U;
        }
        if(HAL_GPIO_ReadPin(HALL2_TIM_CH3_GPIO,HALL2_TIM_CH3_PIN) != GPIO_PIN_RESET)  /* 霍尔传感器状态获取 */
        {
            state |= 0x04U;
        }
    }
    return state;
}

/**
 * @brief       检测输入信号是否发生变化
 * @param       val :输入信号
 * @note        测量速度使用，获取输入信号状态翻转情况，计算速度
 * @retval      0：计算高电平时间，1：计算低电平时间，2：信号未改变
 */
u8 uemf_edge(u8 val)
{
	static u8 old_val;
	if(old_val != val)
	{
		old_val = val;
		if(val == 1) return 0; //上升沿
		else return 1; //下降沿
	}
	return 2;
}

            /******************************* 速度计算 *******************************/
			g_bldc_motor1.count_tim++; /* 计算速度专用计数值，也就是"C"，计算定时器计数次数 */
			g_bldc_motor1.hall_sta_edge = uemf_edge(g_bldc_motor1.hall_single_sta); //输入第三个霍尔信号的电平状态
			if(g_bldc_motor1.hall_sta_edge == 0) //上升沿
			{
				/*计算速度*/
				if(g_bldc_motor1.dir == CW)//顺时针旋转
				{
					temp_speed = (SPEED_COEFF / g_bldc_motor1.count_tim);
				}
				else
				{
					temp_speed = -(SPEED_COEFF / g_bldc_motor1.count_tim);
				}
				FirstOrderRC_LPF(g_bldc_motor1.speed,temp_speed,0.2379f);   /* 一阶滤波 */
				
				g_bldc_motor1.hall_no_single_time = 0;
				g_bldc_motor1.count_tim = 0;
			}
			if(g_bldc_motor1.hall_sta_edge == 1) //下降沿
			{
				g_bldc_motor1.hall_no_single_time = 0;
				g_bldc_motor1.count_tim = 0;
			}
			if(g_bldc_motor1.hall_sta_edge == 2) //电平无变化，即电机停止工作
			{
				g_bldc_motor1.hall_no_single_time++; /* 不换相时间累计 超时则判定速度为0 */
				if(g_bldc_motor1.hall_no_single_time > 800) //800ms
				{
					g_bldc_motor1.hall_no_single_time = 0;
					g_bldc_motor1.speed = 0;        /* 超时换向 判定为停止 速度为0 */
				}
			}