基于CH32V203(RISC-V)和AM32无刷电调(ESC)

更新：

官方已经合并，F8U6的最新版本BOOTLOADER可以使用仓库 https://github.com/am32-firmware/AM32-bootloader下的：

AM32_V203_BOOTLOADER_PA0_V13.hex

最新版本代码可以使用仓库 https://github.com/am32-firmware/AM32 下的：

AM32_AIRBOT_V203_2.18.hex

一、缘起

兴趣使然，为了学习下开源电调，花了点时间看了下BLHeli_S的代码和一些优秀的开源硬件，但是奈何其32位版本不再开源，然后又去看了AM32固件。其代码链接如下：https://github.com/AlkaMotors/AM32-MultiRotor-ESC-firmware，该项目目前一直在更新，我下载的版本是1.95版本。为了测试验证，本想直接打板验证一下，但是发现其使用的主控芯片不是缺货就是大几块甚至十几块钱。刚好最近同时在学习RISC-V，于是萌生了直接换个平台的想法，最终性能和性价比均不错。

二、详述

主控芯片选择的WCH的CH32V203F8U6，最高144MHz主频，64KB  FLASH 20KB SRAM，1个高级定时器、3个通用定时器，内核自带一个SysTick（这里强调定时器，主要AM32固件内部需要用到6个定时器，后面详述），同时还有OPA，可以直接用来做比较器进行过零检测。整体来看，对于电调应用，还是能够轻松驾驭，主要价格也不高，虽然我手里是样片，但是即使大封装的样品也才三块多。

为了更好的测试，板上用LDO做了个5V/1A的BEC输出，如果觉得功率不够，可以改成合适的DCDC。MOS的预驱，使用的是常用的FD6288Q，商城常见的两个厂家的芯片的供电电压范围不同，低压保护的阈值也不同，原理图中直接用电池电压供电，对于常见的2-4S的电池来说，问题应该不大。

程序移植到了MRS中，可以使用WCH-LINKE直接调试，同时也移植了BootLoader，首次烧录时需要用link烧录BootLoader，然后就可以使用AM32的配置工具对电调进行配置和升级烧录代码了。AM32的固件中，使用了6个定时器，一个驱动PWM的高级定时器，可以输出互补的三相PWM；一个换向时间计数；一个提前换向的计数、一个10KHz的定时中断，用于PID和一些周期性的任务；一个工作于输入捕捉和输出比较，用于油门信号检测和通信；还有个用于延时。V203中前面提到一共5个定时器，所以程序中将延时用NOP指令代替，TIM1用作PWM输出、TIM2用作油门信号检测、TIM3用于提前换向计数、TIM4用作换向时间计数，SysTick用作10KHz的定时中断。

同时使用内部OPA做过零比较，将两个OPA的输出端连接在一起（不连接在一起也可以，可以直接使用各自IO的中断），同时连接到PA2，使用PA2作为过零比较中断的最终入口。IO口分配如下如所示：

注：实际原理图中，仅做了电压检测和温度检测。PA6并未做电流检测，而是接了个LED，有需求的可以直接修改连接采样电阻和电流放大后连接到PA6，直接修改ADC部分相关程序即可。

三、使用步骤

1.裸板通过WCH-LINKE给其烧录BootLoader，如果不敢保证焊接的情况下，可以从先从BEC的5V输出位置先供电5V，然后用LINK连接板上的DIO和CLK（记得共地），烧录BootLoader。

2.烧录后，就可以使用AM32的上位机软件了，我这里使用的是1.82版本（Esc_Config_Tool_1_82_WIN）。但是这里需要注意的是上位机和电调直接使用的是单线串口，如果手头有Arduino Nano板子可以直接通过BLHeliSuite给它刷单线串口的程序即可。我直接移植了其程序至CH32V003上（为啥是它，主要手头有这个板子和芯片，且价格便宜！）。直接使用link的串口连接至PD5和PD6，然后将PC1和电调的输入接口相连，给电调上电，打开上位机，按顺序点击：

首次连接，会显示“No EEprom”，这是因为此刻还是空片，没有任何配置值，我们直接点击下面的“Send Default Settings”,烧录默认值即可。烧录成功后，重新上电。再次连接，点击"M1"，此时会显示我们刚刚烧录的默认参数：

此时就证明我们已经成功刷入了BootLoader，并可以通过上位机配置和升级电调程序。

3.回到工具的FLASH界面，我们点击“Load Firmware”，选择我们的编译好的固件，然后会弹出”FLash Firmware“按钮，点击即开始更新程序。等待程序更新完成：

此时我们再次重新上电，连接电调，就会发现，固件已经更新成功，下面就可以对他进行测试了。

关于这些配置值的具体含义，可以参考仓库下的wiki说明，很详细：

https://github.com/AlkaMotors/AM32-MultiRotor-ESC-firmware/wiki/ESC-Settings-Explained

4.下面就是具体的测试了，移植的当前版本AM32支持PWM输入，Dshot300, Dshot600。那么如何产生这些信号呢，某宝上有一些舵机测试仪，但是无法输出Dshot信号，于是又回到了CH32V003上，我用它又做了个测试仪，上电默认在PWM输出模式，旋转电位器即可调节占空比。PWM模式下，短按按键可以切换PWM输出是手动、中间值、还是自动扫描。长按按键，MODE/MAN灯慢闪烁，为Dshot300模式，再次长按按键，MODE/MAN灯快闪，为Dshot600模式。即长按切换模式，短按切换PWM输出。

至此，所有的准备工作完成，可以接电机测试了。

四、附件说明

1.V003_OneWire.zip  双线转单线串口程序；

2.自制舵机测试仪资料；

3.上位机工具；

4.BootLoader程序；

5.电调PWM、Dshot300、Dshot600输入空载测试；

6.测试工具三种信号波形；

7.电调主程序参考：https://github.com/TianpeiLee/CH32V203_ESC。