无刷直流 BLDC 马达控制实务：使用 Atmel SAM C21 ARM Cortex-M0+ 控制核心 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• BLDC电机
• 无刷直流电机
• 电机控制
• Atmel SAM C21
• ARM Cortex-M0+
• 嵌入式系统
• 单片机
• 控制算法
• 电机驱动
• 实务经验

本书是第一本 Atmel SAMC21 的中文技术书籍，也是首次无保留公开无刷直流马达驱动电路与程式的着作 －  Atmel University Program 大学计划推荐无刷马达 BLDC 类参考书籍

　　公认为 ARM Cortex M0+ 与马达控制的最佳工具书！

　　此外它不仅是大专院校马达控制相关课程的最佳教材，亦适合想要 “做中学” (Learning by Doing) 的Maker自造者阅读

　　认识 BLDC，详解无刷直流马达内部机械构造
　　认识最有效率的控制器核心 ARM Cortex-M0+
　　Step by step 一步一步引导您建立并熟悉 Atmel Studio IDE 环境
　　教导式 Tutorial 的初、中级 C 语言控制程式示范与解说
　　以第一手经验传承无刷马达电路设计与程式除错技巧
　　清楚的解说与示范无刷马达要如何验证与测试
　　以作者自身从事的专案来说明无刷马达的用途
　　用数据解析时下最夯的电动车，它对我们的未来到底有多重要？
　　无刷直流马达专有名词与公式解说

本书特色

　　这是一本横跨多项领域的教学书籍，从电机电子、机械、物理到资讯工程，还有材料及化工等都有涉及，其中有部分知识可能是您非常陌生的。不过没关系，看完本书各章还有精彩的附录后，您对无刷马达就能有充足的基本认识。除此之外，您还可以上网找到更多马达资讯与知识，这些都可以让您更上一层楼，在工作之余或求知的过程中，知道自己处于何处、还有如何突破。

　　本书适合给想要深入弄懂无刷马达控制的工程师或学生使用，估计从入门到熟练，可能要花上 3 ~ 6 个月的时间：一开始几乎都必须看书、翻书，慢慢的您会转变成多半时间都在电脑前写程式、并且动手除错，这个过程也可能要花上 1 个月的时间左右。光是让无刷马达会转并不厉害，更厉害的是让它时时都在最有效率的点上转动，这才是我们追求的最高境界。本书最后的结果虽然很精彩，但其实帮读者亲力亲为 DIY 的学习过程，才是整本书的精华所在。面对以下的诸多挑战，您准备好了吗？

　　电脑操作相关的基本知识
　　Atmel Studio 7.0 程式下载与安装
　　IDE 开发环境的操作与熟悉
　　C 语言的语法
　　ASF 的用法
　　ARM 核心与架构的认识
　　Atmel SAM C21 Datasheet（原文完整说明超过 1000 页）的理解
　　硬体配线与零件的焊接
　　无刷马达的电路装配
　　马达驱动电路的分析与理解
　　马达控制程式的撰写与除错
　　马达相关仪器的操作

以下是针对您所提供的书名《无刷直流 BLDC 马达控制实务：使用 Atmel SAM C21 ARM Cortex-M0+ 控制核心》而撰写的一份详细图书简介，该简介旨在涵盖该主题范围内可能包含的实体内容，但不涉及具体章节标题或过于细节的技术实现步骤，以保持其作为一般性图书介绍的特性。 --- 图书简介：深度探索现代电机驱动技术的实践指南 书名：无刷直流 BLDC 马达控制实务：使用 Atmel SAM C21 ARM Cortex-M0+ 控制核心 在当今对能源效率和精密运动控制要求日益提高的工业、消费电子和汽车领域，无刷直流（Brushless DC, BLDC）马达凭借其高功率密度、长寿命和出色的可靠性，已成为主流的驱动解决方案。然而，要充分发挥 BLDC 马达的性能潜力，关键在于高效、精准的电子控制技术。 本书是一本面向电子工程师、嵌入式系统开发者以及机电一体化专业人士的实用技术手册，它聚焦于如何将尖端的微控制器技术应用于实际的 BLDC 马达驱动系统中。我们选择 Atmel SAM C21 系列微控制器——基于 ARM Cortex-M0+ 核心的平台——作为核心控制载体，因为它在成本效益、低功耗运行以及集成丰富的外设方面，为中低功率的 BLDC 应用提供了理想的平衡点。 理论与实践的无缝对接 本书结构设计旨在确保读者能够从基础理论出发，平稳过渡到复杂的硬件实现和算法调优。我们首先深入剖析了 BLDC 马达的基本工作原理，包括其结构特点、绕组配置（如三相 Y 形或星形连接）以及磁场定向控制（Field-Oriented Control, FOC）和梯形波控制（Six-Step Commutation）等核心控制策略的数学基础。理解这些基础对于设计稳健的驱动拓扑至关重要。 随后，我们将视角转向系统集成层面。控制 BLDC 马达需要高精度的功率电子器件与快速的数字控制逻辑相结合。书中详尽阐述了功率级的设计考量，包括逆变器拓扑的选择（半桥与三相全桥），驱动器电路的选型，以及关键的安全保护机制，例如过流保护（OCP）和过温保护（OTP）的实现。 聚焦 SAM C21 微控制器应用 本书的核心价值在于将理论知识与特定的硬件平台——Atmel SAM C21 Cortex-M0+ 微控制器——紧密结合。SAM C21 家族以其卓越的功耗管理和丰富的高级外设而著称，非常适合电池供电或对尺寸有严格要求的嵌入式运动控制应用。 我们将系统性地介绍如何利用 SAM C21 的内部资源来构建高效的控制环路： 1. 定时器与脉冲宽度调制（PWM）生成： 详细讲解如何配置 SAM C21 的高级定时器（如 TC 或 TCC 模块）来产生同步、精确的六步换向或正弦波 PWM 信号，以驱动功率 MOSFET 或 IGBT 模块。这包括死区时间（Dead Time）的精确插入，这是防止功率器件直通损坏的关键步骤。 2. 模数转换（ADC）的应用： 介绍如何高效地利用 C21 内置的高速 ADC 采集定子电流、转子位置（或电动势反电动势，BEMF）以及电压信息。重点将放在同步采样技术（如同步于零矢量或特定PWM周期）的实现上，以确保控制精度。 3. 中断与实时性： 阐述如何合理地利用 Cortex-M0+ 核心的快速中断响应机制，设计低延迟的控制循环。这对于需要快速动态响应的应用至关重要。 4. 外设互联（Peripheral Interconnect）： 探讨 C21 内部总线架构如何支持事件系统（Event System）的配置，从而实现无需 CPU 干预的外设间通信，例如 ADC 触发 PWM 刷新，以提升系统的实时性和效率。 进阶控制算法的嵌入实践 除了基础的换向技术，本书更会带领读者深入研究高性能控制算法在 M0+ 平台上的实现挑战与优化策略。 无传感器控制： 对于许多成本敏感或需要紧凑设计的应用，无传感器技术是首选。书中会详述如何利用 C21 的处理能力，通过观察 BEMF 信号来估算转子位置。这涉及对信号滤波、零交叉点检测的高级数字信号处理技术。 磁场定向控制（FOC）的实现基础： 尽管 Cortex-M0+ 在处理复杂的浮点 FOC 算法时可能面临资源限制，本书仍会为读者奠定 FOC 基础。重点将放在如何使用定点数学运算（Fixed-Point Arithmetic）来近似实现 Clarke/Park 变换、PI 调节器以及反 Park 变换，从而在资源受限的微控制器上实现平滑且高效的力矩和磁场解耦控制。 系统调试与性能验证 理论的实现必须经过严格的验证。本书的最后部分将回归实务，指导读者如何使用逻辑分析仪、示波器和电流探头等工具，对驱动板进行系统性的调试。内容涵盖： 启动序列的验证： 如何确保马达从静止状态平稳启动，避免失步（Stall）。 电流环与速度环的调优（PID Tuning）： 提供一套系统化的方法论，用于确定 PI 控制器的增益参数，以达到最佳的瞬态响应和稳定性。 噪声抑制与电磁兼容性（EMC）考虑： 针对电机驱动中常见的开关噪声问题，提供硬件布局和软件滤波的实用建议。 通过对 Atmel SAM C21 这一主流平台的深入挖掘，本书不仅教会读者 BLDC 控制的“是什么”和“为什么”，更重要的是，提供了实现“如何做”的清晰、可操作的蓝图。阅读完本书，工程师将有能力独立设计、实现并调试出性能可靠、功耗优化的嵌入式 BLDC 驱动系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是给我这种对无刷直流马达（BLDC）既好奇又有点摸不着头脑的人量身打造的！我一直想深入了解 BLDC 马达的工作原理，但网上的零散信息总是碎片化，要不就是太理论化，让我望而却步。这本书的标题就点出了我的痛点：“实务”和“使用 Atmel SAM C21 ARM Cortex-M0+ 控制核心”，这听起来就非常接地气，不像是那种只讲理论的书。我尤其期待它能详细讲解如何实际操作，比如如何连接硬件、如何编写代码来实现各种控制策略。SAM C21 这个控制核心，对于许多初学者来说，可能听起来有点陌生，但这本书的出现，应该能让大家有机会接触到一个功能强大又相对容易上手的平台。我希望它能从基础讲起，比如 BLDC 的三相绕组、霍尔传感器的作用，再到 PWM 信号的生成和调制，最后能讲解如何实现速度控制、位置控制甚至是更高级的平滑启动和刹车。台湾这边做嵌入式开发的人不少，但关于 BLDC 的中文实务书籍，尤其是结合具体 MCU 的，实在不多，这本书的出现绝对是及时雨，能填补这个市场的空白。

评分☆☆☆☆☆

我最近在考虑将 BLDC 马达应用到我的一个新项目中，但对如何进行有效的控制感到有些迷茫。虽然 BLDC 马达在效率和寿命上有很大优势，但其控制算法和硬件实现确实比有刷马达复杂得多。在网上搜寻资料时，经常会看到一些晦涩难懂的理论，或者是一些不完整的代码片段，让我很难真正掌握其精髓。这本书的名字——“无刷直流 BLDC 马达控制实务：使用 Atmel SAM C21 ARM Cortex-M0+ 控制核心”——恰恰击中了我的需求点。“实务”二字暗示了它将提供实际可操作的指导，而不是停留在纸上谈兵。而“Atmel SAM C21 ARM Cortex-M0+”则明确了一个具体的、相对主流的 MCU 平台，这让我对接下来的学习和实践有了明确的方向。我希望这本书能从零开始，详细介绍 BLDC 马达的电气特性，如何搭建驱动电路，以及如何利用 SAM C21 的强大功能来实现各种控制模式，比如恒定速度控制、加速/减速控制，甚至是如何实现更高级的平滑换相和能量回收。

评分☆☆☆☆☆

我之前接触过一些 BLDC 马达的应用，比如无人机、电动工具、机器人等，但每次遇到复杂的控制需求时，都感觉心有余而力不足。市面上关于 BLDC 控制的书籍，要么是学术性太强，公式推导看得我头晕；要么就是太笼统，缺乏具体的实现细节。 这本书的标题“无刷直流 BLDC 马达控制实务：使用 Atmel SAM C21 ARM Cortex-M0+ 控制核心”让我眼前一亮。 “实务”是关键词，意味着它能解决实际问题。“SAM C21 ARM Cortex-M0+”则指向了一个具体的硬件平台，这对我来说非常重要。 我希望这本书能够提供一套完整、系统性的 BLDC 控制解决方案，从硬件选型、电路设计，到软件算法的实现，都能有详细的指导。例如，如何根据马达参数选择合适的驱动电路和 MCU？如何设计高效的换相算法（如无传感器 FOC）？如何处理启动时的平滑性问题？如何进行功耗优化和热管理？如果这本书能解答这些我一直困扰的问题，那它绝对会成为我案头必备的参考书。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得 BLDC 马达的控制是一个相当有挑战性的领域，尤其是在需要精确控制速度、扭矩甚至位置的应用场景下。市面上的书籍大多停留在理论层面，或者只讲解某个特定算法，对于如何将这些理论落实到具体的硬件和软件上，尤其是使用像 Atmel SAM C21 这样的嵌入式平台，介绍得非常少。 这本书的出现，无疑是为广大开发者提供了一个非常宝贵的资源。我特别期待它能在“实务”这个层面上做得足够深入，例如，如何设计一个可靠的 BLDC 驱动电路，包括 MOSFET 的选型、栅极驱动的设计、以及相关的保护措施。在软件方面，我希望能看到详细讲解不同控制策略的实现，例如，如何利用 SAM C21 的内部资源实现简单的六步换相控制，以及更高级的场定向控制（FOC）。如果书中还能提及一些调试技巧和常见问题的排查方法，那对我来说就更加有价值了。

评分☆☆☆☆☆

话说我一直觉得 BLDC 马达技术门槛有点高，尤其是在控制方面。之前尝试过一些开源项目，但总感觉像是“照猫画虎”，很多底层细节都搞不清楚。看到这本书的标题，我立刻就被吸引住了。 “实务”两个字太有说服力了！ 我特别期待它能提供一些具体的工程实例，不仅仅是理论讲解，而是能够让我们跟着书本一步步搭建出实际可用的 BLDC 控制系统。SAM C21 作为一个 ARM Cortex-M0+ 的核心，在功耗和性能上应该有不错的平衡，很适合一些对成本和效率有要求的应用。我希望能在这本书里看到如何利用 SAM C21 的 GPIO、定时器、ADC 等外设来实现 BLDC 的驱动和控制。比如，如何精确地读取霍尔传感器信号，如何生成平滑的 PWM 波形来驱动 MOSFET 桥，以及如何根据反馈信号进行速度或位置的闭环控制。如果书中能附带一些实用的代码示例，并且讲解代码的逻辑和优化技巧，那对我来说简直是太棒了。毕竟，对于我们工程师来说，能够实际动手做出东西来，才是最有价值的。