MCSPTR2AK396开发套件快速入门
1. 开箱即用
恩智浦MCSPTR2AK396低压电机控制开发套件专为采用S32K396汽车微控制器开发低压电机控制应用而设计。
本指南将指导您设置和使用基于S32K396的三相永磁同步电机控制开发套件(MCSPTR2AK396)。
本指南还涵盖了MCSPTR2AK396电机控制应用软件(版本为2.0)的安装步骤，其可执行文件为MCSPTR2AK396-SW.exe。对于MCSPTR2AK396-SW V2.0，请访问“MCSPTR2AK396快速入门”页面，以获取相关软件。
1.1 MCSPTR2AK396概述
本节将帮助您熟悉本开发套件的内含物。
- S32K396-PCIe控制器板
- 三相永磁同步电机/无刷直流电机
- 基于MC33937A预驱动器集成电路的PMSM/BLDC低压功率模块
- Micro USB线
- +24VDC电源
- 通用适配器
- PSE电源线
- 带旋转变压器的三相永磁同步电机，每相30V，3000RPM，0.32Nm，95W，5.2A
1.2 熟悉板
2. 获取软件
使用账号登录恩智浦官网。
2.1 从汽车软件包管理器中选取软件包
打开“汽车软件包管理器”，并选择S32K3器件。
展开“FRDM Automotive板安装包”套件，勾选“S32 Design Studio”、“实时驱动程序”和“FreeMASTER”软件。其他软件包为可选。
点击页面底部的“生成捆绑包安装程序”按钮。
按照向导提示进行操作，完成“出口管制和软件许可协议”确认(需向下滚动浏览完全文后方可点击接受)。之后可关闭窗口。安装程序和安装程序用户手册将在片刻后自动开始下载。
FRDM Automotive板安装包套件支持自动安装和配置软件，无需任何交互，从而简化了安装流程。
2.2 添加GCC Toolchain V10.2
最新版本S32 Design Studio仅包含11.4版GCC工具链。为确保与RTD完全兼容，还需要安装10.2版GCC。
在S32DS中，从顶部菜单转到Help→S32DS Extensions and Updates(帮助→S32DS扩展和更新)，打开“S32DS扩展和更新”对话框，即可进行安装。
注：任何其他可选软件可以从S32K3标准软件包或S32K3参考软件包下载。在S32DS中，从顶部菜单转到Help→S32DS Extensions and Updates(帮助→S32DS扩展和更新)，打开“S32DS扩展和更新”对话框，点击"Add Update Sites"(添加更新站点)链接。或使用拖放方式，将下载的更新站点(updatesite)文件拖放至“S32DS扩展和更新”菜单中。添加的软件包也将自动被选中用于后续安装。
2.4 安装eTPU软件
在S32DS中，从顶部菜单转到Help→S32DS Extensions and Updates(帮助→S32DS扩展和更新)，打开“S32DS扩展和更新”对话框。
点击“添加更新站点”，浏览下载的eTPU SW updatesite文件，或使用拖放方式，将下载的站点更新(updatesite)文件拖放至“S32DS扩展和更新”菜单中。添加的软件包也将自动被选中用于后续安装。
3. 连接
3.1 查看默认跳线位置
检查3PHLVPWBRDPCIE功率模块板上的默认跳线位置
| 3PHLVPWBRDPCIE默认跳线设置 | ||
|---|---|---|
| 跳线 | 状态 | 注释 |
J5 |
2-3 | 旋转变压器S4输出连接至运算放大器 |
J6 |
2-3 | 旋转变压器S3输出连接至运算放大器 |
J7 |
2-3 | PCIe连接器上源自TM5信号的旋转变压器励磁信号 |
J9 |
1-2 | 通过运算放大器测量直流母线电流感测信号 |
J10 |
2-3 | VREF作为过流阈值电位计的电压源 |
J11 |
1-2 | 外部过流故障比较器 |
J16 |
断开 | 过零检测断开 |
J17 |
断开 | 过零检测断开 |
J18 |
断开 | 过零检测断开 |
J19 |
1-2 | A相电流信号连接至PCIe连接器的AN1信号 |
J20 |
1-2 | B相电流信号连接至PCIe连接器的AN3信号 |
J21 |
1-2 | C相电流信号连接至PCIe连接器的AN5信号 |
查看S32K396-PCIE-MC控制器板上的默认跳线位置
| S32K396-PCIE-MC默认跳线设置 | ||
|---|---|---|
| 跳线 | 状态 | 注释 |
J11 |
2-3 | CAN0收发器STB信号下拉 |
J13 |
断开 | FS26_VDEBUG信号生成——FS26在调试模式下启动 |
J14 |
闭合 | FS26_VDEBUG信号源自VBOS信号 |
J15 |
闭合 | RESET SW2连接至RESET_B信号 |
J16 |
闭合 | 外部唤醒信号连接至MCU |
J17 |
2-3 | CAN3收发器STB信号下拉 |
J18 |
1-2，3-4 | CAN0_TX和CAN0_RX信号连接至板载CAN收发器 |
J19 |
闭合 | 功能安全信号FS0B和FS1B已连接 |
J20 |
1-2，3-4 | CAN3_TX和CAN0_RX信号连接至板载CAN收发器 |
J22 |
闭合 | RESET_B信号作为唤醒信号连接至FS26 |
J23 |
2-3 | VHREF_H电压连接至VDD_HV_A |
J24 |
闭合 | RESET_B信号连接至20引脚JTAG连接器 |
J26 |
闭合 | VDD_JTAG信号出现在20引脚JTAG连接器 |
J28 |
2-3，5-6，8-9，11-12 | JTAG信号连接至S32K3板载调试器 |
J29 |
断开 | 外部RESET信号引脚 |
J30 |
闭合 | LPUART2_TX信号连接至S32K3板载调试器 |
J31 |
1-2 | LPUART2_RX信号连接至S32K3板载调试器 |
J32 |
1-2 | 正弦波发生器1连接至PCIe连接器的TM5信号 |
J33 |
2-3 | V15电压由外部NMOS晶体管调节 |
J35 |
闭合 | PTB11连接至PCIe连接器的TM3信号 |
J37 |
断开 | CAN0收发器STB信号未连接至MCU |
J38 |
1-2 | CAN3收发器STB信号未连接至MCU |
如果通过J20连接器使用外部JTAG硬件调试器，需要将J28的设置改为1-2、4-5、7-8、10-11。
3.2 组装板
要将控制器板组装到功率模块板上，使用Micro USB线将板连接到PC
可选择使用支撑柱来提高机械稳固性
4. 构建、运行
立即试用MCSTR2AK396电机控制套件。
4.1 选择应用和MCU编程
从已安装的目录中选择适当的PMSM或BLDC电机控制应用：NXP\MC_DevKits\MCSPTR2AK396\sw。
在S32 Design Studio IDE for S32 Platform中导入已安装的应用软件项目。
- 启动S32DS for S32 Platform
- 转到File > Import(文件>导入)，然后选择General > Existing Projects into workspace(常规>将现有项目导入到工作区)
- 转到已安装应用目录：
NXP\MC_DevKits\MCSPTR2AK396\sw，并选择适当的项目，然后点击OK (确定)。然后点击“完成”
4.2 使用配置工具
- 展开
M7_0_0项目的结构，双击*.mex文件，在S32配置工具中打开项目配置 - 确定正在配置
M7_0_0项目，然后点击"Update Code"(“更新代码”)按钮生成配置文件。接下来，在S32配置工具中，点击项目名称旁的下拉按钮，为M7_0_2项目选择*.mex文件。点击“更新代码”
4.3 上传软件并进行调试
- 在S32DS中，返回到C/C++视图
- 使用“调试配置”菜单，将软件上传到MCU
- 接下来，展开“Launch Group”(“启动组”)并点击第一个启动配置。该配置将把
M7_0_0和M7_0_2项目上传到MCU。点击"Debug"(“调试”)，构建软件并将其上传到MCU中 - S32DS将切换到“调试”视图，在这里可以点击Resume (或按
F8)，运行代码。 - 点击"Disconnect"(“断开连接”)，避免S32DS IDE调试器和FreeMASTER工具之间出现干扰
4.4 设置调试工具
启动FreeMASTER应用。
要打开*.pmpx FreeMASTER project
在FreeMASTER工具栏中，点击Go(或按下Ctrl+G)，启用通信。在底部的状态栏中显示通信成功：
RS-232; port=COMn; speed = 115200
应用控制
应用设置(可选步骤)
如果您在修改过的或自有硬件平台上运行MCSPTR2AK396软件，可能需要编辑硬件比例参数和故障触发条件。在电机控制应用调优(MCAT)工具中，打开“应用设置”页面，并在左侧编辑值。
完成后，点击“保存配置”，生成静态配置文件。可在“输出文件”页面查看文件内容。
现在，重复“上传软件并进行调试”小节所述的步骤，构建项目并将代码上传至MCU。
电机参数化和控制环路自动调优
当电机发生更改时，可以使用MCAT 2.0新增的电机参数化和控制环路自动调优功能。
在“电机参数”页面中，输入无法自动检测的4个基本电机参数：
- 极对数
- 额定电流
- 额定转速
- 最大转速
点击“更新目标”按钮，启动电机参数估算和控制环路自动调优。参数通常在不到一分钟时间内自动完成更新。
有关自动电机参数化和控制环路自动调优的更多信息，请阅读MCSPTR2AK396\doc文件夹中的AN15061应用笔记。默认路径：c:\NXP\MC_DevKits\MCSPTR2 AK396\doc\ApplicationNotes\AN15061 MCAT 2.0 - Motor Control Application Tuning Tool for PMSM FOC.pdf。
让电机运转
例如，切换到“速度环”页面。在“速度控制”选项卡下，配置所需的转速并启动电机驱动器。
在项目树中选择一个预定义的“范围”或“记录器”，以实时监控应用程序变量。为便于运行时调试，可创建或修改任意范围或记录器。
- 检查未决故障
- 启动应用
- 设置转速
- 停止应用
如果出现未决故障，点击“MCAT控制”选项卡上的“清除”按钮，或同时按下板上的SW2和SW3。
点击控制栏上的ON/OFF或按下板上的SW2/SW3，使转子顺时针/逆时针旋转。
在控制栏中修改“所需转速”字段，或在“变量监视”窗口中更改“所需转速”值。也可按下SW2或SW3开关来控制转速。
通过点击“MCAT控制”页面上的On/Off按钮，清除“On/Off”变量，或使用3PHLVPWBRDPCIE板上的On/Off开关来停止电机。
设计资源
支持
培训
论坛
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