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hoverboard-firmware-hack-FOC 刷写完整指南：把平衡车主板升级成磁场定向控制

【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

给自制代步车接线那天，电机一起转就发出嗡嗡的啸叫，起步一抽一抽，电量掉得飞快——罪魁祸首不是电机，而是原厂固件最基础的换相（Commutation）驱动。这个项目 hoverboard-firmware-hack-FOC 做的事很直接：把磁场定向控制（FOC）算法塞进平衡车主板的 STM32 芯片里，让电流按"磁力分量 + 扭矩分量"两路闭环输出，换来更低的噪声、更平滑的扭矩和更高的效率，还能靠弱磁突破速度上限。

换相驱动 vs FOC：到底差在哪

原厂逻辑相当于给三相线圈排了一个固定的通电顺序，像老式电风扇的三档开关：只有"通/断"，档位之间硬切换，电流毛刺大、铜损高。FOC 则更像调光器加闭环稳压器：它实时算出转子位置，把电流精确拆成正交的两路，你可以从 0% 到 100% 无级调节扭矩，电压或负载波动时控制器会自动补偿。

控制方式在 配置头文件 里由CTRL_TYP_SEL切换（COM_CTRL/SIN_CTRL/FOC_CTRL），FOC 下再由CTRL_MOD_REQ选电压、转速、扭矩三种细分模式。

刷写前备齐硬件、工具与认知

把仓库拉到本地，后面所有操作都在这里进行：

git clone https://gitcode.com/GitHub_Trending/ho/hoverboard-firmware-hack-FOC

认识主板与接线：找准 SWD 口和两条传感器线

预期结果：能指着板子说出 SWD 刷写口在哪、两根传感器线各是什么，接线一次到位不烧东西。

对照上图标注，三组接口是你唯一需要关心的：

1. SWD 刷写口（图中 "SWD Programming" 位置，供电限 3.3V 30mA max）：ST-Link 接法如下。

2. 左侧传感器线缆（蓝色长线）：对应 USART2，引脚为 PA2（TX/ADC1）、PA3（RX/ADC2/PPM/iBUS），外加 GND 和 15V。注意USART2 不耐 5V，接 3.3V TTL 模块才不会出事。
3. 右侧传感器线缆（短线）：对应 USART3，引脚为 PB10（TX/SCL）、PB11（RX/SDA），这条线 5V 容忍，还能当 I2C 用。

⚠️ 两根线缆里的红色线是 15V 电源，调试串口或接任何外设时千万不要碰它——接上 USB 转 TTL 的瞬间，模块和主板都会直接报废（配置注释 里反复强调了这点）。

解锁芯片读保护并写入 FOC 固件

预期结果：ST-Link Utility 能连上芯片，Verification OK出现在屏幕上。

1. 解除读保护：ST-Link Utility 中打开Target → Option Bytes...，把 Read Out Protection 调到 Level 0 并 Apply。这一步会触发全片擦除，属于正常现象。
2. 擦除芯片：执行Target → Erase Chip，把原厂程序彻底清空。
3. 写入固件：点Program & Verify，选择编译好的.bin，起始地址保持0x08000000，等 "Verification OK"。

固件怎么来？两条路：去项目的 CI 构建页面直接下载现成.bin（示意如下），或本地自己编译。

本地编译用 PlatformIO 最省事：在 构建配置 顶部解开你想要变体的注释（例如default_envs = VARIANT_ADC），然后：

pio run # 编译，产物在 build 目录 pio run -t upload # 通过 ST-Link 写入

命令行党可以走仓库自带 Makefile（需要arm-none-eabi-gcc和st-flash）：

make -e VARIANT=VARIANT_ADC # 指定变体编译 make flash # 等价于 st-flash write 到 0x8000000 make unlock # 用 OpenOCD 解锁读保护（免装 ST-Link Utility）

💡 烧录前确认芯片型号：工程默认按 STM32F103xE（128KB Flash）配置，GD32 同封装可直接通用；若你的板子 Flash 容量不同，链接脚本STM32F103RCTx_FLASH.ld需要相应核对。

给固件匹配输入变体：你的车怎么开就选哪个

预期结果：转动你的输入设备（摇杆、电调、踏板），电机平滑响应，方向正确。

固件内置 10 种输入变体，README 里有完整说明。选型逻辑很简单——"输入信号从哪来，就选哪款"：

选定后重新编译烧录即可。验证与修正：

1. 打开调试串口（Inc/config.h中启用DEBUG_SERIAL_USART2或DEBUG_SERIAL_USART3），115200 波特率，终端会持续滚动in1 / in2 / cmdL / cmdR / BatADC / BatV / TempADC / Temp一行数据——输入没变化先查in1/in2，有输入但电机不动再查cmdL/cmdR。
2. 方向反了就打开INVERT_L_DIRECTION/INVERT_R_DIRECTION（在对应变体配置段内）重新烧录。
3. 串口控制的现成示例在 Arduino 工程，可以直接抄进自己的控制端。

调 FOC 参数与弱磁：让极速再往上走一格

预期结果：电流与转速上限贴合你的电机，弱磁开启后极速提升，全程无过流、无异响。

核心参数都集中在 配置头文件 的 "MOTOR CONTROL" 段：

电机本体的标定参数（极对数、绕组电感等，定长定点数存储）在 Src/BLDC_controller_data.c，官方已给好一套校准值，绝大多数主板开箱即用；想深挖原理可对照 FOC 控制器源码。

想突破极速时打开弱磁：FIELD_WEAK_ENA置 1，控制器会在输入目标从FIELD_WEAK_LO（默认 750）到FIELD_WEAK_HI（默认 1000）之间线性叠加一路反向 d 轴电流，最高到FIELD_WEAK_MAX（默认 5A，作者实测 10A 可跑在 10 寸轮上）。正弦波模式则对应PHASE_ADV_MAX（默认 25°）。三种典型的斜率取法：

⚠️ 弱磁是危险参数：电机可能转得极快、功耗骤增，还会触发电池 BMS 的过压保护。务必把车轮架起来、人离远点，小步上调FIELD_WEAK_MAX验证。

刷完不转？按这张表排查

安全清单与进阶玩法

第一次通电的三个必须：车轮架起、人站在 1 米外、手边有电源开关。改弱磁参数前算好电机与电池余量；接串口永远绕开红色 15V 线；调试串口和输入设备若共用一条线缆，编译期就会报#error（配置里有成对的互斥检查），照提示改宏即可。

刷好之后的可玩性其实才刚打开：

• 定速巡航：启用CRUISE_CONTROL_SUPPORT加SUPPORT_BUTTONS_LEFT/RIGHT，按键切入后自动切到SPD_MODE锁速，再松油门也不会溜。
• 电子刹车：扭矩模式下启用ELECTRIC_BRAKE_ENABLE，用ELECTRIC_BRAKE_MAX/ELECTRIC_BRAKE_THRES设定刹车力度，松油门即缓刹，下坡更稳。
• 静态驻车：STANDSTILL_HOLD_ENABLE让停稳后电机"咬住"位置，斜坡不打滑。
• 踏板代步车：切到VARIANT_HOVERCAR，双踏板控制油门刹车，停稳时双击刹车踏板倒车；MULTI_MODE_DRIVE还能用踏板组合在开机时选新手/进阶/老手三档（电流与转速逐级放开）。

从"能转起来"到"每一安培都花在刀刃上"，这块主板已经被你彻底改写了规则——剩下的，就是上路 🚀

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