支持電機波形實時觀測的虛擬示波器

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

在電機應(yīng)用開發(fā)過程中，有大量的變量需要觀測來判斷電機運行情況，為此沁恒微電子根據(jù)CH32全系集成USB接口的特點，開發(fā)了一款基于USB接口的虛擬示波器軟件，用于電機波形觀測，幫助加快CH32的電機開發(fā)進(jìn)程。該軟件有如下特點：

1.兼?zhèn)浣涌诤唵我子煤蛡鬏斔俣瓤斓膬?yōu)點

兩線直連MCU片上USB接口與接插件，提供下位機USB數(shù)據(jù)傳輸接口函數(shù)，無需額外硬件和開發(fā)成本，不影響電機運行，實測最高傳輸速度可達(dá)8Mbit/s。

2.最多支持8通道同時采樣，每通道最長存儲深度可達(dá)100萬點

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

下面以基于CH32V303的雙電機方案加載測試時的部分波形為例，共采集八種波形，波形存儲深度為20萬點，采樣率為15k/s，八種波形分別為；

①電機1的啟動狀態(tài)

②電機1的PWM矯正標(biāo)志

③電機1的轉(zhuǎn)速

④電機1的相電流

⑤電機2的啟動狀態(tài)

⑥電機2的PWM矯正標(biāo)志

⑦電機2的轉(zhuǎn)速

⑧電機2的相電流。電機1為額定負(fù)載運行狀態(tài)，電機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，該函數(shù)經(jīng)過測試，通常無需修改。

從上述圖形看出使用該軟件，可觀測帶載瞬間的速度偏離和相電流增大等現(xiàn)象，并且簡單易用，對開發(fā)過程中的問題查找和故障分析有著極大的幫助。

審核編輯黃宇