前段時間在學習STM32G4系列的MCU的過程中，想找個實際的項目來練練手，所以就用筆者上一篇文章中提到的2KW交錯并聯+同步整流DC-DC的主板，加上STM32G474VE的MCU做主控芯片操練了一下，也有了一些心得，想與大家分享一下。

     筆者初次使用ST平臺的產品，如有理解不對的地方，還請讀者賜教！

      STM32G4系列的產品是ST公司最近推出主流的面向數字電源、電機控制應用的MCU。最高支持170MHz的主頻，PWM最高分辨率184ps，12路PWM輸出。DAC帶斜率補償輸出，5個ADC，可以成對采樣，帶有豐富的ADC觸發(fā)模式，ADC最高采樣速度4MSPS。7個比較器，最低19ns的輸出延時，為功率電路提供更快的保護。具體參數就不再詳述了，可以去自行搜索。  

先介紹STM32平臺的搭建：

下載STM32CubeIDE和STM32CubeMX，安裝好。其中STM32CubeIDE是集成開發(fā)環(huán)境，STM32CubeMX是芯片的圖形配置開發(fā)包和代碼生成器。筆者用的集成開發(fā)環(huán)境是ST官方的，當然也可以選擇第三方的產品。還要說一句，安裝好STM32CubeMX后，最好也裝上MX中的數字電源插件（X-CUBE-DPower）。這個插件中有許多值得仔細閱讀的例程代碼，而且配合ST官方的開發(fā)板B-G474-DPOW1，能進行數字電源的開發(fā)工作。筆者本項目中的許多代碼就從這些例程代碼中移植而來。

如果環(huán)境搭建和IDE使用過程中有什么問題，請自行搜索。

筆者用的仿真器是ST-LINK/V2，在網上可以很方便的買到，但最好買隔離版本的。

      筆者用的是STM32G474VE這枚芯片，現將該練手的數字電源主要輸入輸出參數列出來：

輸入電壓：38VDC——58VDC

輸出電壓：26VDC±0.5VDC

輸出電流：77A

功率電路拓普：兩相交錯并聯+同步整流BUCK電路。

控制環(huán)路模式：峰值電流型全數字控制環(huán)路，恒壓恒流輸出。

功率電路的框圖如下：

下面介紹STM32G474VE外設資源的分配：

PWM輸出：     TA1——PWM1A

                        TA2——PWM1B

                        TB1——PWM2A

                        TB2——PWM2B

ADC采樣：       輸出電壓采樣Vout_FB——ADC3的IN11通道

                        輸出電流采樣Iout_FB——ADC1的IN3通道

比較器：           輸入電流互感器信號CS1+——COMP1+

                        輸入電流互感器信號CS2+——COMP3+

DMA：            連接ADC3的IN11通道，傳送輸出電壓采樣值。

串口：              USART2

FMAC（濾波計算加速器）：用硬件來做環(huán)路算法，只提供了一個。分配給穩(wěn)壓環(huán)路計算，穩(wěn)流環(huán)路就只能用軟件計算了。

外設中斷：     FMAC中斷（計算電壓環(huán)路）、ADC1采樣中斷（計算電流環(huán)路）、串口中斷。

系統(tǒng)中斷：       系統(tǒng)tick定時器中斷，用來產生1ms的系統(tǒng)定時心跳。默認優(yōu)先級最低，為了不被其它的中斷干擾，將其改為0（最高）優(yōu)先級。

DAC：              DAC1——COMP1-（帶斜率補償）

                        DAC3——COMP3-（帶斜率補償）

下圖就是芯片外設的配置及互連框圖：

接下來，在MX中先配置系統(tǒng)時鐘。

本例中，用的是外接12MHz的晶振，所以這樣配置：

再選擇編程接口，筆者用的是Serial Wire接口。

選擇系統(tǒng)外接晶振選項：

接下來，詳細說明外設的配置過程。

1）PWM輸出

      在STM32G474VE中PWM輸出是由HRTIM（高精度定時器）來完成的。HRTIM又包含多個定時器子模塊：MasterTimer、TimerA至TimerF，總共7個獨立定時器，其中MasterTimer不能輸出PWM，其它的TimerA至TimerF每個定時器都能輸出一組（兩路）PWM。筆者用到的是TimerA（TA1和TA2）、TimerB（TB1和TB2）共四路PWM輸出。TA1和TA2互補，TB1和TB2互補。因為TA和TB交錯180°，所以要用MasterTimer同步TA和TB的相位。下圖是PWM產生的原理。

本例中每路PWM的工作頻率為150KHz。先配置MasterTimer

周期寄存器的計算公式：

MasterTimer中的Compare1寄存器的值為周期寄存器的1/2，設為18133。

然后開始配置TA和TB。

TA

然后是TA1輸出高電平或低電平的條件：

設置TA1和TA2之間的死區(qū)時間：

死區(qū)時間的計算公式（設死區(qū)時間為200ns）：

TB

TB1輸出的高低電平的配置與TA1相似，主要區(qū)別是TB1高電平是由MasterTimer的Compare1事件觸發(fā)的，以實現與TA1交錯180°相位差。

TB1和TB2的死區(qū)：

說明一下：在前面的配置中周期寄存器和Compare1寄存器本應設定一個具體的數值，但為了以后修改方便，筆者將這些寄存器的內容在程序文件中用#define XXX   XXX的形式表示出來，這樣就可以通過修改預定義的值來達到修改寄存器內容的目地，會方便很多。

且該寄存器內容的選項中要勾選“No check”，否則MX會認為該寄存器內容格式錯誤。

然后就可以生成代碼了。

生成的代碼是基于ST官方的HAL庫。因為G474VE芯片不再支持以前的標準庫函數了，只支持ST的HAL庫和LL庫。至于HAL庫函數的優(yōu)缺點網上有詳細的說明，這里不再展開。

生成的代碼目錄結構如下：

*.ioc文件就是MX的圖形配置文件，直接雙擊就可以進入MX，進行配置的修改。

Drivers目錄中是HAL庫相關的驅動文件，包含了大量的功能函數，并進行了多次的封裝。這些文件不需要修改，也不能修改，否則系統(tǒng)將無法正常工作。

Core目錄就是用戶添加功能代碼的地方。

生成的PWM配置，還需要用戶添加相應的啟動代碼后，才能開始工作。

完成上述代碼后，PWM就可以輸出波形了。

下圖是控制板，原理圖在附件可以下載。