旧平衡车刷 FOC 固件：完整刷机与调参指南-育师

旧平衡车刷 FOC 固件：完整刷机与调参指南

【免费下载链接】hoverboard-firmware-hack-FOCWith Field Oriented Control (FOC)项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ho/hoverboard-firmware-hack-FOC

车库角落那台吃灰的平衡车，上次启动大概是它出厂那天——老式六步换向控制带来的电机尖啸和顿挫，让它很难再被翻出来骑。hoverboard-firmware-hack-FOC 这套开源固件把工业级的 FOC（Field Oriented Control，场定向控制：实时估算转子位置，让三相电流始终以最有效角度馈入电机）搬进了平衡车主板，刷上之后噪音和振动明显收敛，电流利用率更高，还能用场削弱功能突破原厂的速度上限。

项目速览：这套固件是什么来头

| 项目 | 内容 | | -- | -- | | 项目名 | hoverboard-firmware-hack-FOC（GPL v3 协议） | | 主芯片 | STM32F103RCT6 / GD32F103RCT6 | | 控制算法 | FOC 场定向控制（兼容正弦波、传统换向三种控制类型） | | 输入方式 | 串口协议、ADC 电位器、Wii Nunchuk、PPM / PWM / iBUS 遥控，共 10 种变体 | | 默认保护 | 单电机 15A 电流上限、1000 rpm 转速上限、多级低压关机 |

一句话概括：它不挑硬件，兼容市面上最常见的平衡车主板，刷进去后既能让电机安静下来，也给你留足了往卡丁车、滑板、机器人平台上改的空间。

硬件摸底：三步确认你的主板能不能刷

第一步，确认主板形态。这套固件面向"主板 + 两块侧板"的传统结构（侧板带轮子和陀螺仪），拆掉踏板和贴纸后，主板应通过两根 4-pin 排线连左右侧板；如果你的车是主板一分为二的 splitboard 新款结构，这套代码不适用，需要对应的二代固件方案。

第二步，看主芯片丝印。多数主板大脑是 STM32F103RCT6，部分型号用的是国产 GD32F103RCT6——两者都支持，拆开主板上盖看一眼芯片上的字就能确认。仓库docs/literature/里附了两颗芯片的数据手册和逆向出的主板原理图（20150722_hoverboard_sch.pdf），不确定时对着查。

第三步，确认烧录与调试条件：

主板需有 SWD 接口，可接 ST-Link 编程器烧录（芯片 Flash 为 32K 字节）
两根侧板排线引出 GND、12/15V 以及 USART2 / USART3 两路串口
注意引脚耐受电压：右侧板线（USART3）耐 5V，可兼作 I2C；左侧板线（USART2）不耐 5V，只能接 3.3V 电平，还能当 12bit ADC 用

刷机落地：五步走

准备工具：ST-Link V2 编程器、3.3V 的 USB 转串口模块（调试用）、会看芯片丝印的耐心。
克隆代码：git clone https://gitcode.com/GitHub_Trending/ho/hoverboard-firmware-hack-FOC，仓库内自带 PlatformIO 工程和 Keil MDK 工程（MDK-ARM/）两种构建路径。
选变体：打开platformio.ini，把你要的变体那行去掉分号（build_flags会自动注入宏，无需手改Inc/config.h）：

;default_envs = VARIANT_ADC ; Variant for control via ADC input ;default_envs = VARIANT_USART ; Variant for Serial control via USART3 input ;default_envs = VARIANT_NUNCHUK ; Variant for Nunchuk controlled vehicle build ;default_envs = VARIANT_HOVERCAR ; Variant for HOVERCAR build

编译并烧录（以 USART 变体为例，upload_protocol已配置为 stlink，接线后即可直写）：

pio run -e VARIANT_USART pio run -e VARIANT_USART --target upload

首次上电标定：以 ADC 变体为例，长按电源键听到蜂鸣后松开，把两个电位器在最小/最大之间反复打到头，松开等蜂鸣确认，极值会被自动存进 Flash；想清掉标定值就做一次全片擦除再刷。

新板第一次用 ST-Link 连接时常遇到"Can not read memory"提示——这是芯片出厂读保护，按仓库 Wiki 的解锁流程（连接 → 读保护解除 → 全片擦除 → 重连）处理一遍即可，docs/pictures/wiki_unlock/里有逐步截图。

核心能力：FOC 控制与三种工作模式

换传统六步换向相比，FOC 带来的变化是可感知的：加速时电机不再"咔咔"跳着走，尖啸声基本消失，同样的电压下出力更顺、能耗更低。控制类型在Inc/config.h里用CTRL_TYP_SEL三选一（换向 / 正弦波 / FOC，默认就是 FOC）。

FOC 之下还有三种工作模式，由CTRL_MOD_REQ指定：

电压模式（VLT_MODE）：给定多少电压就给多少响应，反应最快，适合机器人底盘这类需要即时响应的场合
速度模式（SPD_MODE）：闭环追踪目标转速（rpm），负载拖拽时也能稳住转速
扭矩模式（TRQ_MODE）：追踪扭矩目标，目标为 0 时电机自由滑行；坐着驾驶的应用（踏板车、轮椅类）最推荐，也可启用ELECTRIC_BRAKE_ENABLE把滑行换成恒力电子刹车

// Control selections #define CTRL_TYP_SEL FOC_CTRL // 控制类型: COM_CTRL, SIN_CTRL, FOC_CTRL（默认） #define CTRL_MOD_REQ VLT_MODE // 工作模式: OPEN_MODE, VLT_MODE（默认）, SPD_MODE, TRQ_MODE

场削弱怎么开：电机高速时反电势逼近母线电压，转速就被"顶"住了。场削弱通过注入 D 轴电流削弱气隙磁场，给速度留出余量。它在FIELD_WEAK_LO（默认 750）到FIELD_WEAK_HI（默认 1000）之间线性从 0 插值到FIELD_WEAK_MAX（默认 5A，注释写明用 10 寸轮实测过 10A 以内），默认是关闭的（FIELD_WEAK_ENA 0），改成 1 即启用。

变体应用：同一块主板改出十种车

仓库内置 10 个编译变体，选一个即可覆盖大多数玩法：

VARIANT_HOVERCAR：油门 + 刹车双踏板，停车状态下双击刹车进入倒车；还支持MULTI_MODE_DRIVE，开机时用踏板组合选新手 / 进阶 / 高手三档，新手档电流限到 4A、转速限到 30 rpm
VARIANT_SKATEBOARD：PWM 遥控控速的电动滑板，默认扭矩模式，松开摇杆即滑行
VARIANT_NUNCHUK：Wii Nunchuk 单手控制油门、刹车、转向，适合电动轮椅或搬运小车
VARIANT_ADC/VARIANT_USART：电位器或串口协议控制，后者可用 Arduino 发指令（仓库Arduino/hoverserial/自带示例工程）
VARIANT_PPM/VARIANT_PWM/VARIANT_IBUS：三种常见遥控信号格式
VARIANT_TRANSPOTTER/VARIANT_HOVERBOARD：运输车构建与平衡车本体；注意 HOVERBOARD 变体的平衡控制算法在Inc/config.h里标注为 TODO，尚未实现

具体构建细节以仓库README.md的 Example Variants 一节为准。

安全边界：调参前必读

这一节请认真看。📌

电流：I_MOT_MAX单电机上限 15A，I_DC_MAX母线上限 17A（注释要求I_DC_MAX = I_MOT_MAX + 2A，超出后触发斩波保护）。想榨出力就先确认 MOS 管和电池放电能力
转速：N_MOT_MAX默认 1000 rpm 封顶；一旦开场削弱，电机可能转得"非常快"（作者原话），功耗骤升可能触发 BMS 过压保护——首次试跑务必留足空旷场地
输入超时：连续 20 次错误/缺失指令（TIMEOUT）直接紧急断电，遥控失联不会失控狂奔
电池：10 串分级——3.9V/cell 绿灯 → 3.8V 黄灯 → 3.7V 黄闪 → 3.6V 红灯轻鸣 → 3.5V 红闪急促鸣叫，3.37V/cell 自动关机
温度：测温点在芯片内部，不校准的话误差可达 ±45°C，所以 60°C 报警和 65°C 断电默认都是关的——按Inc/config.h注释先用热像仪完成两点校准再启用
调试红线：接 USB 转串口只碰 GND 和 RX/TX，排线里那根红线是 15V，接错直接烧模块 ⚠️

进阶调参：从默认值到合脚

电机本体参数（电感、电阻、极对数等）集中在Src/BLDC_controller_data.c，采用定点数存储换取执行效率；仓库已附带校准好的控制器，细调时建议配合 README 提到的 Fixed-Point Viewer 工具换算
响应手感由RATE（默认 480，越小越慢）和FILTER（默认 6553，即 0.1，越小越软）控制；速度 / 转向增益分别是SPEED_COEFFICIENT、STEER_COEFFICIENT
开DEBUG_SERIAL_USART3后用 115200 波特率读串口，能看到in1/in2（原始输入）、cmdL/cmdR（输出指令，±1000）、电池与温度读数
电池电压先校准：用万用表实测母线电压写入BAT_CALIB_REAL_VOLTAGE，再记下串口输出的 ADC 值写入BAT_CALIB_ADC；温度校准同理，先低温点后高温点

行动清单：现在就可以做的五件事

拆下踏板和贴纸，确认主板是"主板 + 双侧板"结构、芯片丝印为 STM32F103RCT6 或 GD32F103RCT6，顺手拍下 SWD 接口位置
克隆仓库，在platformio.ini里选定变体（第一次建议VARIANT_ADC，两个电位器就能玩），pio run编译通过
ST-Link 连主板烧录；若遇读保护，按docs/pictures/wiki_unlock/的截图流程解锁后再上传
上电跑一遍自动标定，开串口调试口核对cmdL/cmdR是否跟随输入；确认无误后再动I_MOT_MAX、N_MOT_MAX这些保护值，小步加量
遇到问题先翻仓库 Wiki 的 Getting Started 与 Troubleshooting 页面，社区讨论集中在README.md提到的 Matrix 群组（历史 Telegram 消息已整体迁移过去）；想要更省事的构建，README 里还列了在线编译器等扩展资源

【免费下载链接】hoverboard-firmware-hack-FOCWith Field Oriented Control (FOC)项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ho/hoverboard-firmware-hack-FOC

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考