使用本调优指南时需具备以下各项：

• LP-MSPM0G3507/LP-MSPM0G3519 电路板
• 支持的 DRV83xx 电机驱动器评估模块 (EVM)
  • BOOSTXL-DRV8323RS
  • DRV8316REVM
  • DRV8329 EVM
• 用于引脚表连接的跳线
• 安装了 MSPM0 FOC 软件的计算机
• 要使用此流程进行调优的电机。电机数据表对您有所帮助，但并非强制性要求。
• 适合电机的直流电源。
• 基本实验室设备，例如数字万用表 (DMM)、示波器、电流探针和电压探针

图 2-1 展示了无传感器 FOC 电机系统的连接方框图。此系统可由以下组件构建：

• TI 提供的硬件（LP-MSPM0G3507/LP-MSPM0G3519 和 DRV83xx EVM）
• 具有板载 MSPM0Gxxx MCU 和 BLDC 电机驱动器的定制 PCB 硬件

以下各节介绍了如何为无传感器 FOC 方框图的每个部分配置引脚。

图 2-1 MSPM0Gxxx + BLDC 电机驱动器 - 无传感器 FOC 方框图

系统配置工具 (SysConfig) 有助于配置电机控制系统中的引脚。为 EVM 硬件设置提供了默认引脚配置来旋转电机，但引脚可以在 SysConfig 中直观地重新映射到其他引脚。这对于重新配置定制 PCB 上的不同引脚（例如 PWM、ADC 或其他控制信号）或在 MSPM0 器件上扩展到不同的封装非常有用。

TI 提供用于评估 MSPM0 Arm Cortex-M0+ 微控制器的 LaunchPad™ 开发套件，以及用于评估 DRV83xx 系列无刷直流电机驱动器的评估模块 (EVM)。这些评估板可从 ti.com 上获取，并可用作通用 FOC 电机控制的系统评估平台。

有关支持的评估板，请参阅节 2.1.1。

表 2-1 展示了支持的 MSPM0 LaunchPad 套件和 EVM 以及用于三相通用 FOC 电机控制的连接指南。

初始位置检测算法利用 ADC 电流检测路径来识别相电流上升时间，从而检测转子位置。ADC 的窗口比较器根据预设的 IPD 阈值电流限值持续监测相电流，从而生成电流脉冲。计时器用于捕获不同扇区的这些不同的脉冲上升时间，并进行比较以检测转子位置。计时器和 ADC 配置会在 IPD 初始化期间根据 Sysconfig 进行更新。算法会根据所选的电流检测和 节 8.3.1 配置所需的 WCOMP 设置。

表 2-16 展示了 PWM 输出的默认引脚配置。所需的连接为六个 PWM 输出信号，这些信号发送换向图形以实现通用 FOC 电机控制。TIMA 包括针对电机控制的特性，例如具有死区的互补 PWM 输出、响应时间 <40ns 的故障处理以及用于配置 FOC 环路速率的重复计数器。

TIMA0 是电机控制的首选计时器，因为它从同一计时器计数器（例如 TIMA0_C1 和 TIMA0_C1N）提供三对互补的 PWM 输出，但可以使用任何 TIMA0 或 TIMA1 输出对并进行交叉触发来提供六个 PWM 输出信号。

三相电流检测的 ADC 配置：表 2-16 和表 2-5 展示了三相电流检测的 ADC 电流的默认引脚配置，具体取决于所使用的 DRV 器件。需要将三个 ADC 输入连接到电机驱动器或外部 CSA 的三个 CSA 输出。

ADC0 和 ADC1 是两个同时采样的 4Msps 模数转换器，用于测量相电流和电压。ADC0 和 ADC1 在正常电机运行条件下同时测量相电流，并根据转子角度按顺序测量总线电压。

从 CSA 输出到 ADC 输入，可串联一个低通 RC 滤波器（可选），以滤除开关输出信号中的任何高频噪声，从而进行正确的 ADC 采样，如图 2-2 所示。

图 2-2 CSA 输出滤波器

选择一个至少为 PWM 开关频率 (f_PWM) 10 倍的滤波频率 f_c。根据 RC 滤波器设计，使用方程式 1 计算 f_c。

在单分流器电流检测中，ADC0/ADC1 中的任何一个用于在单个 PWM 周期的两个不同实例对相同的分流电流进行采样，以便估算三相电流。用户需要配置合适的 ADC 来从存储器"0"索引和存储器"1"索引采样电流检测输出，以实现 FOC 运行。请参阅通用 FOC 用户指南以了解有关单分流器电流检测的 ADC 配置的详细信息。

ADC 电压的默认引脚配置如下表所示。所需连接为四个 ADC 输入：

• 三个 ADC 输入连接到来自电机的检测到的三个相电压（VSENA、VSENB、VSENC）
• 一个 ADC 输入连接到检测到的 VM 电机电压 (VSENVM)

检测到的电压通过一个电阻分压器和一个可选的旁路滤波电容实现，如图 2-3 所示。调整电阻器的大小，使任何电机电压瞬变都不超过 ADC 输入的最大电压。有关电阻分压比的更多信息，请参阅节 6.1.6。

图 2-3 ADC 分压器

电机驱动器或 MCU 可在硬件中检测故障。

通常，当检测到系统中存在故障时，电机驱动器会驱动低电平有效的开漏故障引脚 (nFAULT)，比如，在驱动器内与 MOSFET 过流、栅极驱动或电源相关故障的连接中。

MSPM0 MCU 可以通过专用硬件路径检测故障输入，从而实现低延迟和快至 40ns 的响应速度。这比使用具有软件延迟的传统 GPIO 中断要快。故障输入路径可使用 TIMA 故障处理程序配置用于故障处理，例如在过流情况下关闭 PWM。TIMA 输入的示例包括外部故障引脚（例如 TIMA_FLT0）和使用比较器的低侧过流（例如 COMP0_IN0+）。

MSPM0 的许多 GPIO 输出功能可用于由逻辑电平引脚控制的电机驱动器特定功能。电机驱动器功能的示例包括：

• 使能引脚 (ENABLE)/低电平有效睡眠模式控制 (nSLEEP)
• 高电平有效栅极驱动器关断 (DRVOFF)
• 高电平有效 CSA 校准 (CAL)
• 高电平有效制动 (BRAKE)/低电平有效制动 (nBRAKE)
• 方向引脚 (DIR)

SPI 连接的默认引脚配置如节 2.8 所示。一些电机驱动器包括可选的 SPI，用于配置控制寄存器和读取状态寄存器以进行故障诊断。SPI 寄存器的一些示例包括：

• 配置栅极驱动拉电流/灌电流强度
• 配置 CSA 输出行为
• 运行诊断
• 检测到故障引脚为低电平有效时读取故障位
• 故障条件消除后清除故障状态位
• 清除看门狗计时器

UART 可用于接收命令以配置、旋转和控制电机。这些命令从主机 MCU 或 GUI 发送，并可选择性地用于 LIN 通信等高级协议。

将 MSPM0 LaunchPad 连接到 DRV83xx EVM 时，请按照以下步骤操作：

1. 将三个电机相位端子连接到驱动器板（A、B 和 C 相）。如果电机具有用于连接霍尔效应传感器的中心抽头连接或导线，请将这些导线保持未连接状态。
2. 通过将 EVM 与 LaunchPad 套件匹配或使用跳线来实现从 MSPM0 LaunchPad 套件到 DRV83xx EVM 的器件间连接，如图 2-4 所示。有关硬件用户指南连接的详细信息，请参阅节 2.1.1。
   注： 如果使用 GUI 通过 USB 连接到反向通道 UART 来与 MSPM0 器件进行通信，请将反向通道 UART 连接到 UART3_TX 和 UART3_RX，如 图 2-5/ 图 2-6 所示。
3. 用 Micro-USB 电缆将 MSPM0 LaunchPad 套件连接到 PC。
   1. 如果需要将 PC 与电机系统隔离，请移除电桥上的 GND 和 3V3 隔离跳线。如果完成了这一步，则必须在外部或从 DRV83xx EVM 板（如果可用）提供 3V3。
4. 提供符合电源电压 (VM) 范围的电压。有关建议的电压范围，请参阅特定于电路板的用户指南或 DRV 特定数据表。
5. 图 2-4 MSPM0 LaunchPad 套件和 DRV83xx EVM 外部配置
   图 2-5 LP-MSPM0G3507 反向通道连接到 UART3
   图 2-6 LP-MSPM0G3519 反向通道连接到 UART0