AM32开源代码之工程结构

通过 Betaflight 通透、单线串行或 Arduino 升级固件支持 Servo PWM 和 Dshot（300, 600）电机协议支持双向 DshotKISS 标准 ESC 遥测可变 PWM 频率正弦启动模式，专为使大型电机加速而设计Windows离线工具Linux理想工具Web在线工具最新代码下载AM32开源代码。

lida2003

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lida2003 · 2024-08-08 16:07:44 发布

AM32开源代码之工程结构

1. 源由
2. AM32简介
3. AM32目录结构
4. AM32主程序框架
5. 主程序框架 - 注释
6. 代码分析
7. 参考资料

1. 源由

从程序员的角度：C代码，首先看工程结构，然后看文件命名，其次看代码格式。

因为，这个流程看下来，心里基本上对于该程序的成熟度，代码质量在感性上有了初步的猜测。

所以，这里先从这里研读下代码，并整理一个大体的感受！

2. AM32简介

AM32主要特点：

通过 Betaflight 通透、单线串行或 Arduino 升级固件
支持 Servo PWM 和 Dshot（300, 600）电机协议
支持双向 Dshot
KISS 标准 ESC 遥测
可变 PWM 频率
正弦启动模式，专为使大型电机加速而设计

AM32配置工具：

AM32代码相关：

3. AM32目录结构

 ├──> Inc  //公共模块头文件
 │   ├──> common.h
 │   ├──> dshot.h
 │   ├──> firmwareversion.h
 │   ├──> functions.h
 │   ├──> signal.h
 │   ├──> sounds.h
 │   ├──> targets.h
 │   └──> version.h
 ├──> Src  //公共模块源文件
 │   ├──> dshot.c
 │   ├──> firmwareversion.c
 │   ├──> functions.c
 │   ├──> main.c
 │   ├──> signal.c
 │   └──> sounds.c
 ├──> Mcu  //BSP底层代码
 │   ├──> e230
 │   ├──> f031
 │   ├──> f051
 │   ├──> f415
 │   ├──> f421
 │   ├──> g071
 │   ├──> g431
 │   └──> l431
 ├──> Keil_Projects  //Keil工程配置文件
 ├──> doc/development  //文档资料(含Linux下arm-gcc编译器，命令行编译指南)
 ├──> make
 └──> tools

4. AM32主程序框架

该main主函数包含了一个ESC的全面设置和控制循环，管理初始化、固件更新、电机控制、遥测和安全检查。代码通过条件编译结构支持各种配置和MCU类型，确保在不同应用中的通用性。

4.1 初始化阶段

初始化函数：

initAfterJump();
initCorePeripherals();
enableCorePeripherals();
loadEEpromSettings();

这些函数用于初始化系统外围设备并从EEPROM加载设置。

EEPROM地址设置：
```
if((*(uint32_t*)(0x08000FE0)) == 0xf8){
    eeprom_address = (uint32_t)0x0800F800;
}
```
这段代码检查特定内存地址，并在满足条件时设置EEPROM地址。

4.2 固件版本处理

固件版本检查：
```
#ifdef USE_MAKE
// 固件版本比较和更新
#else
// 备用版本检查和更新
#endif
```
这部分代码检查当前固件版本是否与存储版本匹配，并在必要时进行更新。

4.3 电机控制设置

电机控制变量：

if (use_sin_start) { }
if (dir_reversed == 1) { forward = 0; } else { forward = 1; }

根据配置设置电机方向和启动模式。

互补PWM检查：
```
if (!comp_pwm) { use_sin_start = 0; }
```
确保正弦启动模式需要互补PWM。
RC汽车反向模式：
```
if (RC_CAR_REVERSE) {
    // 设置反向模式的多个参数
}
```
如果启用了RC汽车反向模式，将覆盖多个参数。

4.4 MCU特定设置

MCU特定初始化：

#ifdef MCU_F031
// 特定MCU的GPIO和其他初始化
#endif

处理特定于所使用MCU的初始化。

4.5 主循环

看门狗和输入处理：
```
while (1) {
    RELOAD_WATCHDOG_COUNTER();
    // 处理输入和电机控制
}
```
主循环重新加载看门狗计数器以防止系统复位，并处理电机控制的输入。

4.6 遥测和安全检查

遥测处理：

if (send_telemetry) {
    // 发送遥测数据
}

在需要时发送遥测数据。

ADC和温度监测：
```
if (adc_counter > 200) {
    // ADC回调和温度计算
}
```
定期检查电池电压、电流和温度的ADC值。

4.7 电机换向和控制

电机换向计时：
```
e_com_time = // 计算换向时间
```
计算电机换向的时间间隔。

可变PWM调整：

if (VARIABLE_PWM) {
    // 根据换向间隔调整PWM频率
}

调整PWM频率以控制电机。

失步检查：

if (desync_check && zero_crosses > 10) {
    // 处理失步
}

检查并处理电机失步事件。

4.8 附加功能

步进/正弦模式处理：

if (stepper_sine == 0) {
    // 常规电机模式
} else {
    // 步进或正弦模式
}

处理电机的不同操作模式，包括步进或正弦波控制。

有刷模式处理：
```
#ifdef BRUSHED_MODE
runBrushedLoop();
#endif
```
包含特定于有刷电机的循环（如果已配置）。

5. 主程序框架 - 注释

int main(void)
{
    // 初始化跳转后的设置
    initAfterJump();

    // 初始化核心外设
    initCorePeripherals();

    // 启用核心外设
    enableCorePeripherals();

    // 加载 EEPROM 设置
    loadEEpromSettings();

    // 根据 EEPROM 数据设置 EEPROM 地址
    if((*(uint32_t*)(0x08000FE0)) == 0xf8){
        eeprom_address = (uint32_t)0x0800F800;
    }

#ifdef USE_MAKE
    // 如果固件版本不匹配，则更新 EEPROM 设置
    if (firmware_info.version_major != eepromBuffer[3] || firmware_info.version_minor != eepromBuffer[4]) {
        eepromBuffer[3] = firmware_info.version_major;
        eepromBuffer[4] = firmware_info.version_minor;
        for (int i = 0; i < 12; i++) {
            eepromBuffer[5 + i] = firmware_info.device_name[i];
        }
        saveEEpromSettings();
    }
#else
    // 如果固件版本不匹配，则更新 EEPROM 设置
    if (VERSION_MAJOR != eepromBuffer[3] || VERSION_MINOR != eepromBuffer[4]) {
        eepromBuffer[3] = VERSION_MAJOR;
        eepromBuffer[4] = VERSION_MINOR;
        for (int i = 0; i < 12; i++) {
            eepromBuffer[5 + i] = (uint8_t)FIRMWARE_NAME[i];
        }
        saveEEpromSettings();
    }
#endif

    // 根据使用情况设置
    if (use_sin_start) {
        // min_startup_duty = sin_mode_min_s_d; // 未使用
    }
    if (dir_reversed == 1) {
        forward = 0;
    } else {
        forward = 1;
    }
    tim1_arr = TIMER1_MAX_ARR;
    // 调整 PWM 频率的相关设置（已注释）
    // startup_max_duty_cycle = startup_max_duty_cycle * TIMER1_MAX_ARR / 2000 + dead_time_override;
    // throttle_max_at_low_rpm = throttle_max_at_low_rpm * TIMER1_MAX_ARR / 2000;
    // throttle_max_at_high_rpm = TIMER1_MAX_ARR;
    
    // 如果不使用互补 PWM，则禁用正弦启动
    if (!comp_pwm) {
        use_sin_start = 0;
    }

    // 如果启用了 RC 车反向模式，则覆盖多项设置
    if (RC_CAR_REVERSE) {
        throttle_max_at_low_rpm = 1000;
        bi_direction = 1;
        use_sin_start = 0;
        low_rpm_throttle_limit = 1;
        VARIABLE_PWM = 0;
        // stall_protection = 1; // 未使用
        comp_pwm = 0;
        stuck_rotor_protection = 0;
        minimum_duty_cycle = minimum_duty_cycle + 50;
        stall_protect_minimum_duty = stall_protect_minimum_duty + 50;
        min_startup_duty = min_startup_duty + 50;
    }

#ifdef MCU_F031
    // 解除 MCU_F031 的待机模式，并设置输出电平
    GPIOF->BSRR = LL_GPIO_PIN_6; 
    GPIOF->BRR = LL_GPIO_PIN_7;
    GPIOA->BRR = LL_GPIO_PIN_11;
#endif

#ifdef USE_LED_STRIP
    // 设置 LED 条带颜色
    send_LED_RGB(125, 0, 0);
#endif

#ifdef USE_CRSF_INPUT
    inputSet = 1;
    playStartupTune();
    MX_IWDG_Init();
    LL_IWDG_ReloadCounter(IWDG);
#else
#if defined(FIXED_DUTY_MODE) || defined(FIXED_SPEED_MODE)
    MX_IWDG_Init();
    RELOAD_WATCHDOG_COUNTER();
    inputSet = 1;
    armed = 1;
    adjusted_input = 48;
    newinput = 48;
    comStep(2);
#ifdef FIXED_SPEED_MODE
    use_speed_control_loop = 1;
    use_sin_start = 0;
    target_e_com_time = 60000000 / FIXED_SPEED_MODE_RPM / (motor_poles / 2);
    input = 48;
#endif

#else
#ifdef BRUSHED_MODE
    // 处理刷式电机模式的初始化
    // bi_direction = 1; // 已注释
    commutation_interval = 5000;
    use_sin_start = 0;
    maskPhaseInterrupts();
    playBrushedStartupTune();
#else
#ifdef MCU_AT415
    play_tone_flag = 5;
#else
    playStartupTune();
#endif
#endif
    zero_input_count = 0;
    MX_IWDG_Init();
    RELOAD_WATCHDOG_COUNTER();
#ifdef GIMBAL_MODE
    bi_direction = 1;
    use_sin_start = 1;
#endif

#ifdef USE_ADC_INPUT
    armed_count_threshold = 5000;
    inputSet = 1;

#else
    // 检查信号线的状态
    // checkForHighSignal(); // 将在信号线高电平时重启

    receiveDshotDma();
    if (drive_by_rpm) {
        use_speed_control_loop = 1;
    }
#endif

#endif // end fixed duty mode ifdef
#endif // end crsf input

#ifdef MCU_F051
    // 获取 MCU ID 和版本号
    MCU_Id = DBGMCU->IDCODE &= 0xFFF;
    REV_Id = DBGMCU->IDCODE >> 16;

    // 根据版本号设置温度偏移
    if (REV_Id >= 4096) {
        temperature_offset = 0;
    } else {
        temperature_offset = 230;
    }
#endif

#ifdef NEUTRONRC_G071
    setInputPullDown();
#else
    setInputPullUp();
#endif

#ifdef USE_INVERTED_HIGH
    // 调整启动和最小占空比
    min_startup_duty = min_startup_duty + 100;
    minimum_duty_cycle = minimum_duty_cycle + 100;
#endif

    while (1) {
#ifdef FIXED_DUTY_MODE
        setInput();
#endif
#ifdef MCU_F031
        if (input_ready) {
            processDshot();
            input_ready = 0;
        }
#endif

        RELOAD_WATCHDOG_COUNTER();
        e_com_time = ((commutation_intervals[0] + commutation_intervals[1] + commutation_intervals[2] + commutation_intervals[3] + commutation_intervals[4] + commutation_intervals[5]) + 4) >> 1; // 电气转速时间

        if (VARIABLE_PWM) {
            tim1_arr = map(commutation_interval, 96, 200, TIMER1_MAX_ARR / 2, TIMER1_MAX_ARR);
        }

        if (signaltimeout > (LOOP_FREQUENCY_HZ >> 1)) { // 半秒超时
            if (armed) {
                allOff();
                armed = 0;
                input = 0;
                inputSet = 0;
                zero_input_count = 0;
                SET_DUTY_CYCLE_ALL(0);
                resetInputCaptureTimer();
                for (int i = 0; i < 64; i++) {
                    dma_buffer[i] = 0;
                }
                NVIC_SystemReset();
            }
            if (signaltimeout > LOOP_FREQUENCY_HZ << 1) { // 2秒超时
                allOff();
                armed = 0;
                input = 0;
                inputSet = 0;
                zero_input_count = 0;
                SET_DUTY_CYCLE_ALL(0);
                resetInputCaptureTimer();
                for (int i = 0; i < 64; i++) {
                    dma_buffer[i] = 0;
                }
                NVIC_SystemReset();
            }
        }

#ifdef USE_CUSTOM_LED
        // 控制自定义 LED 的状态
        if ((input >= 47) && (input < 1947)) {
            if (ledcounter > (2000 >> forward)) {
                GPIOB->BSRR = LL_GPIO_PIN_3;
            } else {
                GPIOB->BRR = LL_GPIO_PIN_3;
            }
            if (ledcounter > (4000 >> forward)) {
                ledcounter = 0;
            }
        }
        if (input > 1947) {
            GPIOB->BSRR = LL_GPIO_PIN_3;
        }
        if (input < 47) {
            GPIOB->BRR = LL_GPIO_PIN_3;
        }
#endif

        if (tenkhzcounter > LOOP_FREQUENCY_HZ) { // 1秒采样间隔
            consumed_current = (float)actual_current / 360 + consumed_current;
            switch (dshot_extended_telemetry) {
                case 1:
                    send_extended_dshot = 0b0010 << 8 | degrees_celsius;
                    dshot_extended_telemetry = 2;
                    break;
                case 2:
                    send_extended_dshot = 0b0110 << 8 | (uint8_t)actual_current / 50;
                    dshot_extended_telemetry = 3;
                    break;
                case 3:
                    send_extended_dshot = 0b1110 << 8 | ((uint8_t)consumed_current / 50);
                    dshot_extended_telemetry = 1;
                    break;
                default:
                    send_extended_dshot = 0b0010 << 8 | degrees_celsius;
                    dshot_extended_telemetry = 1;
                    break;
            }
            tenkhzcounter = 0;
        }

        if (input == 0) {
            if (bi_direction) {
                if (zero_input_count < 20) {
                    zero_input_count++;
                }
            } else {
                zero_input_count = 0;
            }
        } else {
            zero_input_count = 0;
        }
        
        if (use_speed_control_loop) {
            speed_loop_control();
        } else {
            duty_loop_control();
        }
    }
    return 0;
}

6. 代码分析

// 这份代码目前尚不完善，之前Alka开源的代码位置比较分散，本工程可能希望整合起来，所以尚不完整，比如：bootloader截止写稿日尚未引入该AM32代码库

请参考：AM32开源代码之代码分析 - bootloader
loadEEpromSettings
saveEEpromSettings

AM32开源代码之代码分析 - EEprom

map
getAbsDif
delayMicros
delayMillis

AM32开源代码之代码分析 - function

computeDshotDMA
processDshot
transfercomplete
make_dshot_package

AM32开源代码之代码分析 - DSHOT/BDSHOT

getBemfState
commutate
setInput
advanceincrement
zcfoundroutine
setPWMCompare1

AM32开源代码之代码分析 - 正选控制

void WS2812_Init(void)
void send_LED_RGB(uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue)
void send_LED_DMA()

AM32开源代码之代码分析 - WS2812/RGB LED

ADC_DMA_Callback
LL_ADC_REG_StartConversion
__LL_ADC_CALC_TEMPERATURE
getConvertedDegrees
getSmoothedCurrent
adc_software_trigger_enable
adc_ordinary_software_trigger_enable

AM32开源代码之代码分析 - ADC

send_telem_DMA
makeTelemPackage

AM32开源代码之代码分析 - Telemetry

// TODO: 代码分类及完善整理后续更新，请关注。。。。

initAfterJump
initCorePeripherals
enableCorePeripherals
MX_IWDG_Init
LL_IWDG_ReloadCounter
RELOAD_WATCHDOG_COUNTER
comStep
maskPhaseInterrupts
receiveDshotDma
setInputPullDown
setInputPullUp
allOff
SET_DUTY_CYCLE_ALL
resetInputCaptureTimer
NVIC_SystemReset
NVIC_SetPriority
allpwm
DISABLE_COM_TIMER_INT
SET_INTERVAL_TIMER_COUNT
generatePwmTimerEvent
proportionalBrake
playStartupTune
playBrushedStartupTune
runBrushedLoop

7. 参考资料

【1】BLDC ESC 无刷直流电子调速器简介
【2】BLDC ESC 无刷直流电子调速器工作原理
【3】BLDC ESC 无刷直流电子调速器工作过程
【4】BLDC ESC 无刷直流电子调速器驱动方式

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最常见的单一应用中最多涉及到一个数据库，即是一个数据源（Datasource那么顾名思义，多数据源就是在一个单一应用中涉及到了两个及以上的数据库了。urlusernamepassword这三个属性已经唯一确定了一个数据库了，DataSource则是依赖这三个创建出来的。则多数据源即是配置多个DataSource（暂且这么理解）。动态数据源简单的说就是能够自由切换的数据源，类似于一个动态路由的感觉，