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单路 FOC 驱动板 出厂固件说明书
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⚠ 单路板的固件包还没有发布到固件服务器；本说明书按当前源码（0.1.0）写，客户端里暂时下载不到这块板的固件。
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 副标题 | FOC_Single · 出厂固件 · 使用说明书 |
| 品牌 | Daliang Auto |
| 产品名称 | FOC_Single 单路 FOC 电机驱动板 |
| 固件名称 | FOC_single |
| 固件版本 | 0.1.0（构建标识见随包 MANIFEST.txt） |
| 文档版本 | Rev. 1.0 |
| 发布日期 | 2026-09-09 |
| 控制台 | USB Type-C 虚拟串口，115200 8N1，无流控 |
| 对外接口 | 控制台命令行 · =tlm 遥测 · 整车 CAN · 遥控接收机 |
本书与规格书的分工
- 《FOC_Single 产品规格书》描述硬件：电压平台、功率、电流、接口、引脚、 连接器、保护器件、机械尺寸。硬件不改版，规格书就不改。
- 本书描述出厂固件：命令、标定流程、控制逻辑、保护动作、通信协议、升级。 固件每发布一版，本书跟着走一版，两者互不牵动。
- 两本书都出现的量（母线电压范围、电流量程），以规格书为准 —— 那是硬件事实，本书只说固件怎么使用它。
板子上跑的是哪一版，用
ver问它，不要从出厂日期推。 而且ver报的cmdhash必须和随包COMMANDS.json里的相等 —— 那是唯一一条把这份包和手上这块板绑在一起的证据，版本号不是。
⚠⚠ 这块板和 DlaSteer-100 转向执行器用的是同一块 PCB。 两个固件烧进去都能跑、都能过校验、都会在串口上说话。 认固件只认发布包
MANIFEST.txt里的name: FOC_single， 不要按目录名、也不要按"哪一版最新"挑。
1. 这套固件是什么
出厂固件把这块板变成一台可以直接使用的单路无刷电机驱动器： 接上电机、霍尔（或编码器）和电池，用一根 USB 线做一次标定， 之后油门、电位器、遥控器或整车 CAN 都能驱动它。客户不需要写一行代码。
1.1 功能地图
| 层 | 固件提供什么 |
|---|---|
| 电机控制 | 三相 FOC：电流（转矩）、速度、开环电压、I-f 起动四种模式 |
| 自学习标定 | 一条命令测出这台电机的接线、相电阻电感、霍尔换相表与电流环增益，存在板子自己的 Flash 里 |
| 位置反馈 | 霍尔（标配）+ 编码器（Rev 2.0 起，SPI 绝对 / ABZ 增量）。⚠ 编码器不可用会自动退回霍尔 |
| 指令来源 | 油门、电位器、遥控接收机（SBUS / CRSF / IBUS，可自动识别）、整车 CAN、控制台 |
| 保护 | 过压、欠压、过流、栅极驱动器故障、过温、NTC 失效、编码器失步、遥控失联、电流采样不可信 —— 九个故障位，切桥一律锁存 |
| 停机方式 | 自由滑行 或 主动短路（高速时按反电动势自动选） |
| 看门狗 | 独立看门狗 + 五个 CPU 故障向量，任何一个都先关栅极再复位并记录（0.1.0 起） |
| 对外接口 | 人用的命令行、程序用的 =tlm 快照、整车用的 CAN |
1.2 三条对外通路
| 通路 | 对面是谁 | 物理层 | 本书章节 |
|---|---|---|---|
| 控制台命令行 | 人，或上位机软件 | USB Type-C（USART1），115200 8N1 | §2 – §6 |
=tlm 快照 | 程序：上位机、测试脚本 | 同上，与命令行共用一条串口 | §8.1 |
| 整车 CAN | 上位控制板 | 经典 CAN，1 Mbps | §7 |
2. 接上控制台
2.1 接线与串口参数
| 项 | 值 |
|---|---|
| 物理口 | USB Type-C（板载 USB-UART 桥，接 USART1） |
| 波特率 | 115200，8 数据位，无校验，1 停止位，无流控 |
| 换行 | 板子回 CR LF；发过去 CR 或 LF 都认 |
敲 help 会列出全部 77 条命令。
2.2 每条命令都标了它会不会让机器动
随包 COMMANDS.json 给每条命令标了一个 danger：
| 标记 | 含义 | 例子 |
|---|---|---|
none | 只读，回答一个问题 | ver tlm prot hall enc drv |
gates | 改状态或改一个设置，但转不动任何东西 | save clear stop pi ibus |
motion | 可能让电机转起来 | drive cl spd learn iqmax |
⚠ 一条命令按它最危险的那种形式分类。
2.3 任何时候都可以打断的一条
stopstop 立刻关掉栅极总使能并把栅极驱动器置于安全态。
⚠ stop 之后电机是自由滑行的 —— 一个转起来的轮子会滑行很久。
2.4 最先该敲的三条
ver 这是哪一版固件、哪块板、cmdhash 是多少
tlm 此刻的完整状态，一屏（给程序看的那一份）
prot 保护状态和门限ver 的回答里有一行是给程序读的：
=tlm 1 build debug=0 major=0 minor=1 patch=0 board=foc_single scm=<commit> hw=2.0 cmdhash=<数>⚠ debug=1 表示这是 Debug 构建，不要拿它驱动真实负载。
3. 标定
3.1 ⚠⚠ 先把轮子架空
标定会让电机转起来并且滑行。这是全套命令里唯一一个"松手之后还在动"的动作。
3.2 一条命令
learn它按顺序做四件事：
- 电流零点 —— 桥关着，量三相采样的零位
- 霍尔映射 —— 转一圈，记下六个霍尔状态各自对应的电角度
- 相电阻 / 电感 —— 开环定电压激励，量 R 和 L
- 电流环增益 —— 从 R、L 和母线电压自动整定
跑完之后：
save⚠ 不存就白做了：标定结果在 RAM 里，掉电即失。
3.3 板子测不出来的那几个
| 参数 | 为什么只能人填 |
|---|---|
极对数 pp | ⚠⚠ 厂家规格书上的 Poles 是总极数，极对数 = Poles ÷ 2。直接抄那一行是这个项目付过账的错 |
| 轮子/负载相关的限值 | iqmax（转矩上限）、ibus（母线电流折返限）按电机铭牌和电池能力填 |
装在哪一侧 side | ⚠ 不只是标签：它同时决定同一条指令把轮子往哪边转，也决定这块板在 CAN 上占哪一组 ID |
| 编码器型号与线数 | 接了编码器才需要（encchip / enccpr），然后 enccal |
⚠ 极对数怎么核对：tlm 的 mot 那一组里有 flux_uwb（磁链估计）。 把它和电机铭牌的电压常数反算出来的值比一比 —— 那是一条不经过极对数的 独立证据。两者差一倍，就是极对数错了一倍。
3.4 ⚠ 标定之前板子拒绝闭环驱动
没标定过时 tlm 的 hall_calibrated 是 0，闭环命令会被拒。这是有意的： 没有换相表，闭环就是在猜。
4. 运行模式与指令来源
mode 查询
mode idle 空转，不驱动
drive on|off 总使能指令来源（谁说了算）：
| 来源 | 怎么进来 | 命令 |
|---|---|---|
| 控制台 | 你敲的 | cl <mA> 转矩 / spd <eHz> 转速 |
| 油门 | 模拟口 | 先 thrmin / thrmax 标定 |
| 电位器 | 模拟口 | 先 potmin / potmax 标定 |
| 遥控接收机 | 串行协议 | rc 看状态，rcch 选通道 |
| 整车 CAN | 0x210 广播帧 | 见 §7 |
⭐ 换模式本身产不出转矩：换模式会先重置电流调节器并把两个参考清零， 必须有别的东西随后写一个非零参考。⇒ 换模式是"要问一次"级别， 而给桥上电（drive on）是最高一档 —— 上电会施加此刻已经立在那里的 参考值，那个值可能是上一条命令留下的。
4.1 转矩还是转速
srcmap torque 指令 = 转矩（出厂）
srcmap speed 指令 = 转速目标⚠ 改成转速之后，松开指令车会主动减速到零而不是滑行。 这是两种完全不同的驾驶感受，不是一个调参。
5. 停机：滑行还是短路
停机有两种，板子按反电动势自动选：
| 方式 | 什么时候 | 结果 |
|---|---|---|
| 自由滑行 | 转速低、反电动势小 | 桥全开，电机自己转到停 |
| 主动短路（ASC） | 反电动势高到母线的一定比例 | 三相低边全开，电机被电磁力矩制动 |
⚠⚠ 为什么高速时不能只是"断开"：高速滑行时电机是一台发电机， 反电动势会把母线顶上去。短路把能量消耗在电机自己的电阻里。
⚠ 那两个门限（ascpu）设错了会在高速时短接三相。设它们的命令因此在 命令表里被归为 motion 而不是 gates —— 它不动电机，但它决定电机怎么被停住。
6. 保护与故障
6.1 九个故障位（prot / tlm 的 fault=）
| 位 | 名字 | 含义 |
|---|---|---|
| 0 | OV | 过压 |
| 1 | UV | 欠压 |
| 2 | OC | 软件过流（20 kHz 中断里判） |
| 3 | NFAULT | 栅极驱动器报故障（经中断立即切桥） |
| 4 | OT | 功率管过温（NTC） |
| 5 | NTC | ⚠ NTC 开路或短路 —— 温度读数不可信 |
| 6 | ENC | 编码器失步或不响应 |
| 7 | RC | 遥控链路失联（失效保护） |
| 8 | IMEAS | 三相电流残差不合理 —— 采样链本身有问题 |
- 过压/欠压门限随上电检测到的电池节数自动缩放，另有绝对上下限兜底。
- ⚠ 切桥一律锁存，要
clear才解除，而且原因还在的时候清不掉。
6.2 ⚠⚠ 温度那两位要一起读
开路的 NTC 读出来是偏冷的。 一个合理的温度数字旁边如果 ntc_ok=0， 那个数字不能用 —— 而它看起来完全正常。⇒ tlm 的 prot 那一组把这两个 并排放，就是为了这件事。
6.3 ⚠ 换完电池、或者主电断过之后，敲一次 clear
栅极驱动器的供电取自主电。主电断了而逻辑电还在（台架插着 USB、 换电池就是这个），它会复位回出厂寄存器 —— 电流采样增益从 10 V/V 变成 20 V/V，而固件按 10 算。
⇒ 之后每个电流读数都少一半，安静地：环欠驱动、跳闸提前、 learn 存下错的 R/L。而 drv 打出来的那七个寄存器在这种状态下看起来 完全正常。
本版做了两件事：
drv命令最后会给出判断：「这是我们的配置」或者「不是我们的」clear和每一次使能之前都会检查并重写它
6.4 看门狗（0.1.0 起）
在这之前这块板一个看门狗都没有，五个 CPU 故障向量全是空死循环 —— MCU 挂死意味着桥按它死掉那一刻的占空比继续开关。
现在：
- 独立看门狗，主循环喂。停止喂食就复位。
- 五个 CPU 故障向量（HardFault / NMI / MemManage / BusFault / UsageFault） 一进去就先关栅极，然后把故障现场记进后备寄存器，再复位。
- 下一次开机，控制台会说出上一次是怎么死的：
!! the previous run stopped feeding the watchdog
!! previous run died in a CPU fault: id=1 pc=... lr=... cfsr=... hfsr=... at ... ms⚠ 这条记录只说一次（读完就清），所以看到了就记下来。
6.5 固件做不到的那一件
⚠⚠ 板上没有一条绕过 CPU 的硬件关断通路。所有保护都经过 MCU。 载人或高风险场合必须另配独立的物理断路器，不经过这块板。
7. 整车 CAN
经典帧，1 Mbps。这块板在整车上是执行端：控制板广播行驶请求，它执行。
7.1 行驶请求 0x210（控制板 → 本板，广播给两块单路板）
| 字节 | 内容 |
|---|---|
| 0:1 | 油门千分比 u16 LE，0..1000 |
| 2:3 | 转向（本板忽略） |
| 4 | 标志：bit0 允许驱动 / bit1 刹车 |
| 5 | 挡位：0=N 1=F 2=R |
| 6 | 序号 |
| 7 | 指令超时 ×10 ms（0 = 用默认） |
⚠ 这一帧永不停发，"安全"靠内容表达。收不到帧的话本板要等自己的超时才停 —— 发一帧"停"比不发快一个超时窗口。
7.2 状态与遥测（本板 → 控制板）
两组 ID，按 side 参数选：左轮 0x211 / 0x212，右轮 0x213 / 0x214。
状态帧：
| 字节 | 内容 |
|---|---|
| 0 | 健康位（本侧的：运行中 / 霍尔边沿正常 / 栅极驱动无故障 / 指令新鲜） |
| 1 | 序号 |
| 2:3 | 左轮转速 s16 LE |
| 4:5 | 右轮转速 s16 LE |
| 6 | 回显收到的指令标志字节 |
| 7 | bit7 = 本板认为指令有效；bit0-3 = 解出的挡位 |
遥测帧：
| 字节 | 内容 |
|---|---|
| 0:1 | 母线电压 mV u16 LE |
| 2:3 | 母线电流 cA s16 LE（10 mA/LSB） |
| 4 | 序号 |
⚠⚠ 健康字节里每一位都是「1 = 好」，包括那些硬件上低有效的信号 —— 约定不是"照抄引脚电平"，是统一归一到 1 = 好。
⚠ side 填错的后果：两块单路板配一辆车时，两块板会抢同一组 ID， 或者一侧反转 —— 而两块板都"工作正常"。
8. 给程序用的接口
8.1 tlm —— 一次机器可读的状态快照
tlm回一帧多行记录，收在 =tlm end：
=tlm 1 sys ms=... vbus_mv=... cells=... fault=... warn=... state=... moe=... wdog=... cpufault=...
=tlm 1 prot uv_mv=... ov_mv=... oc_cnt=... iqmax_ma=... iqcont_ma=... iqlim_ma=... therm_m=... temp_mc=... ntc_ok=... ntc_raw=...
=tlm 1 mot mode=... op=... drive=... side=... hall=... edges=... dir=... omega_m=... iq_ma=... iqref_ma=... ibus_ma=... resid_ma=... r_mohm=... l_uh=...
=tlm 1 enc chip=... cpr=... pp=... dir=... src=... ok=... pos=... spi_raw=... omega_m=... slips=... spi_err=...
=tlm 1 can tx=... rx=... err=...
=tlm 1 build debug=... major=... minor=... patch=... board=foc_single scm=... hw=... cmdhash=...
=tlm end规矩：
- 只有整数，单位在名字里（
*_ma毫安、*_mc毫摄氏度、*_m千分之一） =tlm end不是装饰：没有它，读的一方只能等线路安静，而那分不出 "读完了"和"被截断了" —— 一份短答复的每一行都仍然格式完美- ⚠⚠ 没有任何一个字段是由两个字段算出来的。快照不是原子的 （20 kHz 中断会在两行之间跑），拿一行的电压乘另一行的电流就是两个不同时刻 相乘。读的一方也不要这么做。
⚠ mon 是另一回事：那是给人看的一条 4 Hz 文字流，程序读不了。
8.2 ⚠ angle_src 和 angle_active 不是一回事
angle_src是配置：你让它用编码器还是霍尔angle_active是现状：它此刻真正在用哪一个
编码器不可用时板子会自己退回霍尔，而 angle_src 不变。 ⇒ 一块配了编码器却已经悄悄退回霍尔的板子，跑的角度和它被整定时的不是同一个。 这两个字段并排放，就是为了让这件事看得见。
8.3 param —— 参数表
param list 整张表：id / 名字 / 单位 / 范围 / 默认 / 权限 / 当前值
param get <名字>
param set <名字> <值>
param save⚠ 不要把范围和默认值抄进别的文档。 它们跟着固件走，抄本第二天就是错的, 而且抄本看起来完全正常。
⚠ param list 的回复带 begin / count= / end。数出来不等于 count 就把整份丢掉 —— 一张被打断的表，每一行仍然格式完美。
8.4 命令表 COMMANDS.json
发布包里带一份：每条命令的名字、参数形状、前置条件和危险等级。
⚠⚠ 用它之前先比 cmdhash：板子 ver 报的和文件里的必须相等。 不等就整份不要用。
9. 参数
9.1 板子自己是参数表的真源
64 行。⚠ 每一行的默认值都是从固件里真正执行它的那个常量推导出来的， 不是手抄的 —— 2026-09-09 之前有六行是手抄的，其中两行（转矩电流上限、 母线电流折返限）和板子开机真正用的值对不上。
9.2 三条使用规矩
- 桥活着的时候写不进去。 标定和几何那些行在电机使能时直接拒绝。
param set回的是板子事后真正持有的值，不是 OK，也不是把你发的抄回来。- 改完要存：
save。⚠ 有一行故意不进 flash（见下）。
9.3 两类特殊的行
| 类 | 例子 | 为什么 |
|---|---|---|
| 只读的测量结果 | 编码器偏置、编码器方向 | 它们是一次测量的结果。一个能填的框会让人去调答案，而不是重做测量 |
| 故意不持久化 | ibus_limit_ma | 它描述这次台架的电源，不描述这块板。掉电回到出厂值 —— 会被人忘掉的那一个是临时的那一个 |
| 活值和默认值本来就不同 | ov_fault_mv | 开机取绝对上限，随后按检测到的电池节数换算。⇒ default 那一栏是检测之前的底，不是板子正在用的数 |
9.4 ⚠ 错了没有任何症状的那一组
param list 会在这些行上带 silent=1：相电阻电感、换相角偏置、极对数、 死区与延迟补偿、霍尔观测器那三项、编码器线数，以及输入标定那四行。
⚠⚠ 输入标定尤其要紧：范围标反或者没标全，松开的踏板会读成踩满， 而板子上没有任何东西会不同意。
10. 固件升级
10.1 两条路
| 路 | 怎么走 |
|---|---|
| 串口 ISP | USB Type-C，芯片自带的系统 Bootloader。板上有一键下载电路，免按键 |
| SWD | ST-Link，产线和研发用 |
⚠ ST-Link 烧录或复位时，不要开着占用同一个串口的工具。
10.2 ⚠ 升级之后重新标定
标定页的位置在 0.1.0 里挪过（从 0x0803F800 到 0x0801F800）—— 旧地址在这颗芯片声明的容量之外，读得回来只是因为裸片比标称的大。 旧固件写下的标定不保证能被新固件正确读出。
⇒ 升级后第一件事：tlm 看 hall_calibrated，需要就重跑 learn。
10.3 ⚠ 默认构建
发布包里的是 Release。判据不是文件名 —— 是板子 ver 报的 debug= 那一位。
11. 版本历史
11.1 固件
| 版本 | 日期 | 变化 |
|---|---|---|
| 0.1.0 | 2026-09-09 | 独立看门狗 + 五个 CPU 故障向量（在这之前一个都没有）；tlm 机器可读快照；栅极驱动器掉配置的检查与重写（使能前、clear 时、drv 给判断）；参数表默认值改为从常量推导（六行原本和开机值对不上，两行是限值）；标定页挪进芯片声明的 flash；删掉一份写着错误容量的旧链接脚本 |
11.2 本书
| 版本 | 日期 | 变化 |
|---|---|---|
| Rev. 1.0 | 2026-09-09 | 首版。此前这个产品没有出厂固件说明书 |
12. 已知限制（固件侧）
| # | 限制 | 影响 |
|---|---|---|
| 1 | 看门狗和 CPU 故障处理没有上板验过 | 真验收是「标定跑完不复位」和「故意打一个 CPU 故障，看下一次开机报不报」 |
| 2 | 没有硬件关断通路 | 所有保护都经过 CPU，见 §6.5 |
| 3 | 没有 C-5 那套结构化标定向导 | 标定进度只能读 learn 自己打的字 |
| 4 | Debug 构建的 CPU 占用没有在这块板上量过 | 不要引用驱动板的那个数 |
| 5 | 对外型号还没定 | 规格书写的 PF1-400-A 属于双路板已作废的那套命名 |
13. 附录：常用的十条
| 命令 | 做什么 |
|---|---|
ver | 哪一版固件、哪块板、cmdhash 多少 |
tlm | 此刻的完整状态，一屏（给程序） |
prot | 保护状态和门限 |
drv | 栅极驱动器寄存器 + 配置还是不是我们的 |
learn | 电机自标定（⚠ 先架空轮子） |
save | 标定存进 flash |
pp <n> | 填极对数（⚠ 是极对数不是总极数） |
side left|right | 装在哪一侧（⚠ 同时决定转向和 CAN ID） |
clear | 清一条锁存的故障，并重写栅极驱动器配置 |
stop | 立刻关栅极 |
Daliang Auto · FOC_Single 出厂固件说明书 Rev. 1.0 · 2026-09-09