基于CW32单片机的旋转变压器软件解码

 

 

 

 

 

 

最近学习电机控制，买了一个轿车助力转向电机，位置反馈是用的旋转变压器，这种传感器也经常用于新能源电动汽车电机上，专用芯片听说比较贵，于是自己用单片机自己做了个解码板。

供电电压+3.3V适合电池供电，数据更新速度每秒1万次，数据分辨率（0-36000 最后一位跳就算12位），带宽1591赫兹（我不懂带宽什么意思），理论跟踪速度最大95500转每分钟（未测试）

spi主机单发模式，格式16位，MSB在前，串行时钟相位配置前边沿采样 / 后边沿移位，串行时钟极性配置待机时低电平，接收的从机器需要先上电。
我以前没搞过单片机互相通讯，所以搞成了单发模式，发完1一个数据CS拉高。

旋变任意角度自动校零方法：
CW32 43脚拉低后再拉高进入角度自动调零程序，新烧写的单片机必须执行本操作，自动调整零后偏差较大应重复调零

匹配不同旋变需要更改激磁线圈并连的电容，就是那4个103电容，需要用LCR表测出旋变励磁线圈电抗，比如我这个是+200欧左右，我就并连了4个103电容。


硬件部分：
采用单片机输出1路20KHZ PWM，经过LMV放大驱动旋变励磁线圈，另一个运放反相，接另一个激磁线， COS和SIN进入差分放大后进入单片机两个ADC口。

 

 

 

单片机输出一路20KHZPWM，经过RC滤成正弦波，再进入运放放大，另外一个运放反相，这两个运放一块驱动旋转变压器。

 

 

用LCR表测出旋转变压器电感，再并联电容使谐振频率和驱动频率一样，C1增加稳定度。

 

 

旋转变压器COS和SIN分别进入两个差分放大器，然后进入单片机两个ADC口

 

 

 

 

CW32单片机电路

 

软件部分：
单片机每个口对应采样率是1MHZ，采集100点后中断，用DFT算出采集的COS和SIN序列的实部和虚部，旋转相位到0度，用实部进ATAN2算出角度，当前角度保存到寄存器，等测出下次角度后相减算出角度差，再算出角度差的COS和SIN，反馈回ATAN2前，旋转进ATAN2的角度实现锁相，这样得到的角度就和转速没关系了，抵消了系统延迟。

相移计算

zhuansu = 95500
shijian = 100
xiangyi =90-atan2(159155 / (zhuansu / 60), shijian)*180/3.1415927

 

1.s是源代码，1.bin是固件，分别有两个程序，一个是直接用COS12864显示出角度，两外一个通过SPI口输出，得到数据后要马上处理，不然电机转速高的时候会出现很大相移。