支持電機(jī)波形實(shí)時(shí)觀測(cè)的虛擬示波器

基于RISC-V和Cortex-M3內(nèi)核設(shè)計(jì)的工業(yè)級(jí)32位通用MCU，具有運(yùn)算速度快，支持高效中斷的硬件壓棧和硬件除法器，集成多個(gè)高級(jí)和通用定時(shí)器，內(nèi)置多路高速雙ADC和模擬運(yùn)放等特點(diǎn)，使其在電機(jī)控制應(yīng)用領(lǐng)域有著較好的性能優(yōu)勢(shì)。

在電機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)過(guò)程中，有大量的變量需要觀測(cè)來(lái)判斷電機(jī)運(yùn)行情況，為此沁恒微電子根據(jù)CH32全系集成USB接口的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了一款基于USB接口的虛擬示波器軟件，用于電機(jī)波形觀測(cè)，幫助加快CH32的電機(jī)開(kāi)發(fā)進(jìn)程。該軟件有如下特點(diǎn)：

1.兼?zhèn)浣涌诤?jiǎn)單易用和傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)

兩線直連MCU片上USB接口與接插件，提供下位機(jī)USB數(shù)據(jù)傳輸接口函數(shù)，無(wú)需額外硬件和開(kāi)發(fā)成本，不影響電機(jī)運(yùn)行，實(shí)測(cè)最高傳輸速度可達(dá)8Mbit/s。

2.最多支持8通道同時(shí)采樣，每通道最長(zhǎng)存儲(chǔ)深度可達(dá)100萬(wàn)點(diǎn)

3.能夠縮放波形，支持波形導(dǎo)出和導(dǎo)入，便于后續(xù)對(duì)比分析

下面以基于CH32V303的雙電機(jī)方案加載測(cè)試時(shí)的部分波形為例，共采集八種波形，波形存儲(chǔ)深度為20萬(wàn)點(diǎn)，采樣率為15k/s，八種波形分別為；

①電機(jī)1的啟動(dòng)狀態(tài)

②電機(jī)1的PWM矯正標(biāo)志

③電機(jī)1的轉(zhuǎn)速

④電機(jī)1的相電流

⑤電機(jī)2的啟動(dòng)狀態(tài)

⑥電機(jī)2的PWM矯正標(biāo)志

⑦電機(jī)2的轉(zhuǎn)速

⑧電機(jī)2的相電流。電機(jī)1為額定負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)2為50%負(fù)載突增到額定負(fù)載的狀態(tài)，選取其中②、③、④、⑦、⑧進(jìn)行截圖如下：

CH32的傳輸操作如下圖4和圖5所示，圖4示例如何寫入5組數(shù)據(jù)到USB待發(fā)送緩沖區(qū)，該代碼通常在電流環(huán)路相關(guān)中斷中。

圖5中的函數(shù)deal_sendMonitorData，是非阻塞式查詢發(fā)送函數(shù)，作用是把待發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，在USB完成上次發(fā)送后進(jìn)行發(fā)送。該函數(shù)通常在主循環(huán)中調(diào)用，通常主循環(huán)不建議有阻塞式延時(shí)，該函數(shù)經(jīng)過(guò)測(cè)試，通常無(wú)需修改。

從上述圖形看出使用該軟件，可觀測(cè)帶載瞬間的速度偏離和相電流增大等現(xiàn)象，并且簡(jiǎn)單易用，對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的問(wèn)題查找和故障分析有著極大的幫助。

審核編輯黃宇