【基于NUCLEO-F746ZG电机开发应用】16.安全任务的函数计算-温度计算

annysky2012 · 发表于2021-12-16 23:47

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在帖子【基于NUCLEO-F746ZG电机开发应用】8.程序框架-三大核心任务简介中对三个核心任务进行了简单介绍，里面涉及了很多具体的函数计算。

我们从各个任务着手，把每个任务中的函数参数的值是如何获取的，一一来进行总结。今天先演示温度计算。

温度主要监测的是开发板中IHM07M1上的驱动芯片L6230PD的温度，实际上板载温度传感器，主要是对器件在工作过程中的一个极限保护。

在安全任务函数TSK_SafetyTask_PWMOFF（）中，查看函数

  //检测温度，是否过温
  CodeReturn |= errMask[bMotor] & NTC_CalcAvTemp(pTemperatureSensor[bMotor]); /* check for fault if FW protection is activated. It returns MC_OVER_TEMP or MC_NO_ERROR */

点击函数NTC_CalcAvTemp（），可以查看到对温度传感器进行计算。计算流程为：

1.获取ADC采样转换的值；

2.若转换的值不等于65535，对采样的值进行计算。其中带宽为ADC的转换系数，初始值为250.

3.采样完成后，与温度的最值进行比较，输出温度的状态信息，对标识赋值。

特别注意的是：这里的计算值转换的不是实际温度值.

其函数代码为：

__weak uint16_t NTC_CalcAvTemp( NTC_Handle_t * pHandle )
{
  uint32_t wtemp;
  uint16_t hAux;

  if ( pHandle->bSensorType == REAL_SENSOR )//传感器类型为真实传感器
  {
    hAux = RCM_ExecRegularConv(pHandle->convHandle);//读取ADC转化的值

    if ( hAux != 0xFFFFu )//转化的值不等于65535
    {
      wtemp =  ( uint32_t )( pHandle->hLowPassFilterBW ) - 1u; //一阶低通滤波器带宽：250-1
      wtemp *= ( uint32_t ) ( pHandle->hAvTemp_d );//带宽*转化的平均电压值
      wtemp += hAux; //转化值累加
      wtemp /= ( uint32_t )( pHandle->hLowPassFilterBW );//除以带宽，求最终转化的值

      pHandle->hAvTemp_d = ( uint16_t ) wtemp;//赋值
    }

    pHandle->hFaultState = NTC_SetFaultState( pHandle );//检查有无错误标识，是否过温
  }
  else  /* case VIRTUAL_SENSOR */ //是模拟传感器
  {
    pHandle->hFaultState = MC_NO_ERROR; //返回无错误标识
  }

  return ( pHandle->hFaultState ); //返回状态值
}

其中温度传感器的初始化值如下：

NTC_Handle_t TempSensorParamsM1 =
{
  .bSensorType = REAL_SENSOR,//真实传感器
  .TempRegConv =
  {
    .regADC = ADC1,//ADC1
    .channel = MC_ADC_CHANNEL_12,//ADC1的通道12为采集温度
    .samplingTime = M1_TEMP_SAMPLING_TIME,//温度采样时间：28
  },
  .hLowPassFilterBW        = M1_TEMP_SW_FILTER_BW_FACTOR,//低通滤波器带宽：250
  .hOverTempThreshold      = (uint16_t)(OV_TEMPERATURE_THRESHOLD_d),//最大温度值：(1.055+0.023*(50-25))*65535/3.3
  .hOverTempDeactThreshold = (uint16_t)(OV_TEMPERATURE_THRESHOLD_d - OV_TEMPERATURE_HYSTERESIS_d),//(1.055+0.023*(50-25))*65535/3.3-(0.023*10*65535/3.3)
  .hSensitivity            = (uint16_t)(ADC_REFERENCE_VOLTAGE/dV_dT),//NTC灵敏度：3.3/0.023
  .wV0                     = (uint16_t)(V0_V *65536/ ADC_REFERENCE_VOLTAGE),//V0电压常数：1.055*65535/3.3
  .hT0                     = T0_C,//T0 温度常数值：25 
};

转换为实际温度值的函数为：NTC_GetAvTemp_C（）；

这里是对转换的ADC值转换为实际温度值，单位为℃。所以的温度系数相关的在初始化的时候均已经赋值。

经过以下函数计算，得出的即是准确的温度值，不过这里没有小数。

__weak int16_t NTC_GetAvTemp_C( NTC_Handle_t * pHandle )
{
  int32_t wTemp;

  if ( pHandle->bSensorType == REAL_SENSOR )
  {
    wTemp = ( int32_t )( pHandle->hAvTemp_d );//平均电压值赋值给变量
    wTemp -= ( int32_t )( pHandle->wV0 );//减去V0电压常数：1.055*65535/3.3
    wTemp *= pHandle->hSensitivity;//乘以灵敏度NTC灵敏度：3.3/0.023
    wTemp = wTemp / 65536 + ( int32_t )( pHandle->hT0 );//加上T0 温度常数值：25 
  }
  else
  {
    wTemp = pHandle->hExpectedTemp_C;
  }
  return ( ( int16_t )wTemp );
}