本书以基于 STM32 的无刷直流电机控制为目标,介绍 STM32 芯片、硬件设计及软件设计的基础知识,并循序渐进地介绍无刷直流电机的控制板制作和控制程序编写。全书共 8 章,第 1 章介绍了 STM32 芯片基础知识,包括 STM32 芯片的结构及性能、存储空间及时钟、中断系统、定时器及 ADC。第 2~4 章围绕电机的控制技术和编程设计,重点介绍了软件设计和硬件设计基础内容。第 5 章针对无刷直流电机控制系统外围常用的控制手段的实现,介绍了触摸屏的使用方法与芯片通信实现过程。第 6~8章以基于 STM32 的无刷直流电机控制为目标,分别对控制电路、软件程序作了详细介绍。本书按照实际制作环节讲解,通过制作加深理解内容,全书的讲解通俗易懂、深入浅出。本书适合作为电气工程及其自动化、自动化、电机与电器、电力电子与电力传动专业及其他相关专业的高年级高职、本科生和研究生的实践类教材,也可作为工程技术人员研究、开发电气控制系统的参考书。
STM32芯片具有强大的定时计数功能和嵌入式控制功能,特别适用于数据处理的测控场合,如工业自动化控制、电力电子技术应用、智能化仪器仪表及交流电机控制系统等。无刷直流电机是现在应用日益广泛的驱动电机,按照反电动势波形的差别,驱动方法也有所不同,反电动势为梯形波的采用方波切换方式驱动,反电动势为正弦波的采用矢量控制方式驱动。
为了帮助广大工程技术人员及教学人员尽快掌握STM32编程技术在方波切换控制及正弦波矢量控制中的应用,我们编写了本书,通过本书教会读者应用STM32实现对无刷直流电机控制的硬件和软件设计。本书介绍STM32的结构、功能和接口原理,深入浅出地阐述无刷直流电机控制的基本原理和方法,书中系统地介绍了硬件和软件设计方法,并将实际制作过程通过范例给读者参考,有助于读者快速了解整个控制系统的框架、设计的重点及难点。
本书共8章:第1章介绍STM32芯片基础知识;第2章介绍开发工具与交流电机控制基础;第3章介绍STM32基础实验;第4章介绍电路绘制基础知识;第5章介绍控制常用外围设备触摸屏;第6章介绍无刷直流电机控制硬件电路设计;第7章介绍无刷直流电机方波切换控制软件程序设计;第8章介绍无刷直流电机正弦波矢量控制软件程序设计。本书由江西理工大学任志斌教授和宁德职业技术学院张文光、宋莉莉老师编著,并由江西理工大学和机电设备及绿色冶金新材料福建省高职院校应用技术协同创新中心资助出版。参加编写的还有宁德职业技术学院的钟灼仔老师,参与程序调试及内容校对的还有刘荣昌、王美晨、王?、许斌、温路佳等研究生。
另外,随着CPU芯片的快速发展,不同公司的CPU芯片不断推向市场,开发研究人员采用不同芯片开发控制器已成普遍现象。目前采用STM32芯片完成电机控制的用户越来越多,作者在与有需求的企业开发委托的项目中都要求采用性价比高的芯片,因此选用了STM32芯片,并在书中以此芯片为例。虽然作者在编写过程中花了不少精力,但仍难免有疏漏与不足之处,殷切期望广大读者批评指正。
作 者
2019年6月