平衡车FOC固件上手指南：hoverboard-firmware-hack-FOC 从解锁到上路全流程

【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

起步车轮一冲一冲、松掉油门还往前飘好几米、爬坡时电机嗡嗡叫——这套症状的病灶不在硬件，而在原厂固件用换相这种最粗暴的方式驱动电机，电流波形粗糙，噪声和发热全由你承担。hoverboard-firmware-hack-FOC 把磁场定向控制（FOC）装进平衡车主板，给电机换上一个电流可以被精确控制的"油门"。

这篇文章的阅读路线：行前准备（认板、认线）→核心操作（解锁、烧录、选变体、核对参数）→到站验收（自检、排错、进阶）。每个实操小节开头都有"完成标志"，做到哪一步就对着自检。

行前准备：认主板和别碰错的三根线

完成标志：不看图也能指出 SWD 的四个焊盘，并能说出传感器线缆里哪根是电源线。

主板上的大脑一般是 STM32F103RCT6，部分板子是 GD32F103RCT6，两者这套固件都支持。整个刷写过程只和主板上两个位置打交道：SWD 接口、两根 4 针传感器线缆。

ST-Link V2 的 4 根线这样接到板子上：

• SWDIO →PA13
• SWCLK → PA14
• GND → GND
• 3.3V → 3.3V（可选，注意 30mA 上限）

主板引出的两根 4 针传感器线缆（原本接左右侧板），每根都带 GND、12/15V 和一个串口：左线是 USART2，右线是 USART3。后面接电位器、遥控器、串口调试，全走这两根线。左线不耐 5V，USB 转 TTL 模块请选 3.3V 电平款。

⚠️ 线缆里的红导线是 15V 电源线。接串口调试或传感器时只碰 GND 和 RX/TX，千万别把红线上电——你的 USB 转 TTL 模块甚至主芯片会一次烧完。

为什么要"解锁"？平衡车出厂固件给芯片开了读保护（RDP），不解掉它，ST-Link 连读都读不了 Flash，更别提写入。这是刷 FOC 固件路上第一道、也是唯一一道真正的门槛。

核心操作：解锁、烧录、让 FOC 固件跑起来

解除读保护，把固件写进 Flash

完成标志：ST-Link Utility 显示 Verification OK，且从 0x08000000 开始的内存不再全是 FFFFFFFF。

全程三步，都在 STM32 ST-Link Utility 里完成：

1. Target → Option Bytes...：把 Read Out Protection 设为 Level 0，Apply；
2. Target → Erase Chip：把原厂程序彻底擦干净；
3. Target → Program & Verify...：选择编译好的.bin文件，起始地址保持0x08000000，等待 "Verification OK"。

如果第 1 步之前连接就弹出 "Can not read memory!"，就是 RDP 在拦你：

擦除完成后再刷新一次内存视图，应当全部是 FFFFFFFF：

固件从哪来，两条路：

• 下现成产物：打开项目的 Actions 构建页面，找最近一次 Success 的构建，下载 Artifacts 里的打包文件，完全不用自己编译；

• 自己编译：克隆后用 PlatformIO（platformio.ini 已配好 stlink 烧录协议），或用 Keil 打开 mainboard-hack.uvprojx。

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

pio run -e VARIANT_ADC -t upload

-e参数选变体（下一节讲怎么选），同一条命令编译并烧录。走 Keil 的话，在 Load 按钮右侧的 Target 下拉框里切变体再点烧录即可。

💡 Keil 工程默认按 STM32F103xE 配置，PlatformIO 目标是 genericSTM32F103RC；GD32F103RCT6 板子同样支持，芯片容量不同只会影响烧录地址布局。

从 10 种输入变体里挑一种

完成标志：动一下输入设备，对应车轮平顺转动；方向反了的话翻一个宏就能掰正。

固件内置 10 种输入变体，按你打算用什么开车轮来挑：

• VARIANT_ADC：两个电位器走左传感器线缆，自制遥控、电动小车最常见
• VARIANT_USART：串口协议控制，仓库里 hoverserial.ino 是现成的 Arduino 示例
• VARIANT_NUNCHUK：Wii 手柄单手出车，电动轮椅、搬运车用得多
• VARIANT_PPM/VARIANT_PWM/VARIANT_IBUS：RC 遥控器三种信号制式，遥控滑板、卡丁车
• VARIANT_HOVERCAR：刹车 + 油门双踏板，卡丁车式体验
• VARIANT_HOVERBOARD：保留与原厂侧板的通信，平衡控制尚未实现
• VARIANT_SKATEBOARD、VARIANT_TRANSPOTTER：滑板与运输车的专用构建

只选一个：PlatformIO 里用-e参数，或在你本地克隆的 platformio.ini 里放开default_envs的注释；Keil 里切 Target 下拉框；也可以在 config.h 顶部直接定义宏（Ubuntu 下 make 构建）。

变体为什么是个大事？因为两根 4 针线的引脚就那么多，同一条线不能既当输入又当调试串口——config.h 里有一整套编译期检查，撞了会直接编译报错拦下你。烧完发现电机转反方向，不用动线，打开INVERT_L_DIRECTION或INVERT_R_DIRECTION重新编译即可。

ADC 变体首次上电记得做自动校准：长按电源键到蜂鸣，把两个电位器在最小和最大之间来回打几轮，回到中位松开，再按一次电源键确认，数值会写进 Flash 持久保存。

核对三个 FOC 参数和弱磁开关

完成标志：空载试转，电机电流、转速都压在你设的上限内，无过流报警。

FOC 凭什么"握住"电机？换相控制像接力传水，电流按固定顺序一段段灌进去；FOC 则把电流拆成两个独立旋钮：d 轴管励磁（磁场有多强），q 轴管扭矩（有多大力），各自闭环调节，电流波形变成平滑正弦，噪声和发热自然降下来。代码上这就是 BLDC_controller.c 里的核心环，电机参数在 BLDC_controller_data.c——官方已内置一套校准好的默认值，大多数主板开箱即用。

三种控制方式加 FOC 的三种细分模式，都由 config.h 里两个宏切换：

控制方式用CTRL_TYP_SEL指定（默认FOC_CTRL），FOC 细分模式用CTRL_MOD_REQ指定（默认VLT_MODE，注意转速、扭矩模式仅 FOC 可用）。

参数微调盯三个就够：

• I_MOT_MAX：单电机电流上限，默认 15A，直接决定扭矩天花板，别超过电机与电池的承受范围；
• N_MOT_MAX：转速上限，默认 1000rpm，是你极速的最后防线；
• CTRL_MOD_REQ：按用途在电压/转速/扭矩里三选一，对号上表入座。

嫌 1000rpm 顶不上去，可以开弱磁（Field Weakening）：给电机注入一点反向励磁，用少量效率和发热换更高的转速上限。FIELD_WEAK_ENA = 1打开，FIELD_WEAK_MAX（默认 5A，10 寸轮实测到 10A）定注入量，FIELD_WEAK_LO/FIELD_WEAK_HI定义输入目标从哪开始介入、到哪拉满：

⚠️ 弱磁打开后电机可能转得飞快，功耗骤升并可能触发电池 BMS 过压保护。务必架起车轮测试，别上车就开。

到站验收：刷完之后的自检与排错

5 分钟上车自检法

完成标志：下面 5 项全部通过，串口调试流里数值合理。

1. 架起车轮通电：电机空载怠速，声音均匀，无刮擦、无尖啸；
2. 满行程走一遍：输入从 0 缓推到满，车轮平滑分级加速，起步点没有电流咔哒声；
3. 中速保持：SPD_MODE 下把输入停在中间值，速度应自行稳住，轻推车身无肉眼可见漂移；
4. 看串口：in1/in2跟手、cmdL/cmdR跟随，BatV与万用表实测电压偏差在几个百分点以内；
5. 断电重启：再上电后输入立即响应，无异常蜂鸣。

💡 在 config.h 打开DEBUG_SERIAL_USART2或DEBUG_SERIAL_USART3重新编译烧录，用 3.3V USB 转 TTL 按 115200 波特率接（只接 GND 和 RX），输出形如in1:.. in2:.. cmdL:.. cmdR:.. BatADC:.. BatV:..，多数问题扫一眼就定位。注意调试串口和输入设备不能同时占同一条线缆。

排错速查：最常见的四个现象

上车前安全清单与三个进阶玩法 🚀

安全清单，5 条一条都不能少：

1. 刷完后的每次测试都架起车轮；
2. 改线前断电，红线 15V 最后接、最先拆；
3. I_MOT_MAX、N_MOT_MAX动手前先看电机铭牌与电池最大放电电流；
4. 弱磁只在架车状态下试，并确认 BMS 有裕量；
5. 调试串口、输入设备、I2C 小屏在同一条线缆上互斥，编译期会报错，但别靠报错兜底，接前自己确认。

进阶玩法，三个方向都能直接上手：

• 巡航定速：打开CRUISE_CONTROL_SUPPORT加SUPPORT_BUTTONS_LEFT（或_RIGHT），按一下按钮把当前速度锁住，松油门不溜车；
• 电机制动：扭矩模式下启用ELECTRIC_BRAKE_ENABLE，松开油门从自由滑行变成自动缓刹；
• 踏板卡丁车：用VARIANT_HOVERCAR变体，自带新手/进阶/高手三档启动模式，起步前双击刹车踏板还能倒车。

想接入自己的控制系统，hoverserial.ino 是现成的串口控制起点；想弄懂 FOC 到底怎么"握住"电流，逐段读 BLDC_controller.c——从"能转"到"知道为什么转"，才是这次改造最值的地方 ⚡

【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