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电子发烧友网>电子资料下载>DSP>基于DSPIC33F的马达控制方案

基于DSPIC33F的马达控制方案

2017-10-27 | rar | 0.3 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

 Microchip公司dsPIC33F系列是高性能16位数字信号控制器(DSC),采用改进的哈佛架构,高达40MIPS,16位数据通路,24位指令,工作电压3.0V~3.6V,主要用在各种马达控制如无刷DC马达,单相和三相马达与开关磁阻电动机。此外也可用在UPS、逆变器开关电源、功率因素修正以及服务器、通信设备和其他工业设备的电源管理模块。
  DSPIC33FJXXXMCX06A/X08A/X10A系列器件可支持多种电机的控制应用,如无刷直流电机,单相和三相感应电机,开关磁阻电机。dsPIC33F电机控制产品也非常适合于不间断电源(UPS),逆变器,交换式电源供应器,功率因数校正以及服务器、电信设备和其他工业设备中的电源管理模块的控制。
  
  图1 dsPIC33F系列方框图
  
  图2 Cerebot MC7马达控制板框图
  DSPIC33F主要特性
  工作范围:
  •最高可达40 MIPS的操作(3.0V~3.6V):
  -工业级温度范围(-40℃~85℃)
  -扩展级温度范围(-40℃~125℃)
  •最高可达20 MIPS的操作(3.0V~3.6V):
  -高温范围(-40℃~150℃)
  高性能DSC CPU
  •改进型哈佛架构
  • C编译器优化指令集
  • 16位宽数据总线
  • 24位宽指令
  •可寻址最大4M指令字的线性程序存储空间
  •可寻址最大64kB线性数据存储器
  • 83条基本指令:多数为单字节/ 单周期指令
  •两个40位累加器:
  -带舍入和饱和选择
  •灵活和强大的寻址模式:
  -间接寻址、模寻址和位反转寻址
  •软件栈
  16位×16位小数/整数乘法运算
  • 32/16位和16/16位除法运算
  •单周期乘法和累加运算:
  - DSP操作的累加器回写
  -双数据取操作
  •可将最多40 位数据左移或右移最多16 位
  直接内存访问(DMA):
  • 8通道硬件DMA
  • 2 kB双端口DMA缓冲区(DMA RAM)以存储通过DMA传输的数据:
  -允许CPU执行代码时在RAM和外 设之间进行数据传输(不额外占用周期)
  •大多数外设支持DMA
  中断控制器:
  •中断响应延时5个周期
  •最多67个可用中断源
  •最多五个外部中断
  • 7个可编程优先级
  •五个处理器异常响应数字I/O:
  •最多85个可编程数字I/O引脚
  •最多24个引脚上具有唤醒/变化中断功能
  •输出引脚可驱动3.0V~3.6V电压
  • 5V容限的引脚呈漏极开路配置,最 高其有5.5V输出,并有一个外部上拉
  •所有I/O引脚具有4mA的电流吸入 能力
  片上闪存和SRAM:
  •闪存程序存储器,最大256 kB
  •数据SRAM,最高30kB(包括2kB的DMA RAM空间)
  系统管理:
  •灵活的时钟选项:
  -外部晶振,谐振器和内部RC
  -全集成PLL
  -极低抖动PLL
  •上电定时器
  •振荡器启动定时器/稳定器
  •自带RC振荡器的看门狗定时器
  •故障保护时钟监视器(FSCM)
  •多个复位源
  电源管理:
  •片上2.5V稳压器
  •实时时钟源切换
  •可快速唤醒的空闲,休眠和打盹模式定时器/捕捉/比较/PWM:
  •定时器/计数器,最多9个16位定时器:
  -最多可以配对成4个32位定时器
  - 1个定时器,可依靠外部32.768 kHz振荡器用作实时时钟(RTC)
  -可编程的预分频器
  •输入捕捉(最多八通道):
  -可捕捉上升沿,下降沿或上升/下降沿
  - 16位捕捉输入功能
  -每路捕捉都有4字深度的FIFO缓冲
  •输出比较(最多八通道):
  - 一个或两个16位比较模式
  - 16位无毛刺PWM模式
  通信模块:
  • 3线SPI(2个模块):
  -帧支持简单编解码的I/O接口
  -支持8位和16位数据
  -支持所有串行时钟格式和采样模式
  • I2C(2个模块):
  - 完全支持多主从模式
  - 7位和10位寻址
  -总线冲突检测和仲裁
  -集成信号调理
  -从地址掩码
  • UART(2个模块):
  -检测到地址位时产生中断
  -检测UART错误产生中断
  -检测到启动位时将器件从休眠模式唤醒
  - 4字符的发送和接收FIFO缓冲区
  - LIN/J2602支持
  -硬件IrDA编码和解码
  -高速波特率模式
  -使用CTS和RTS的硬件流控制
  •增强型CAN(ECAN威廉希尔官方网站 )2.0B
  active版本(多达2个模块):
  -多达8个发送缓冲区以及32个接收缓冲区
  - 16个接收滤波器和3个屏蔽寄存器
  -用于诊断和总线监视的环回模式、
  监听模式和监听所有报文模式
  -收到CAN报文时唤醒器件
  -自动处理远程传输请求
  -使用DMA的 FIFO模式
  - DeviceNet寻址支持
  -电机控制外设:
  •电机控制PWM(最多八通道):
  - 4个占空比发生器
  -独立或互补模式
  -可编程死区时间和输出极性
  -边缘或中心对齐
  -手动输出优先控制
  -两个故障输入
  - ADC转换的触发
  -16位分辨率的PWM频率(40MIPS)
  =1220Hz边沿对齐模式,610Hz中 心对齐模式
  - 11位分辨率的PWM频率
  (40MIPS)=39.1 kHz的边沿对齐模式,19.55 kHz的中心对齐模式
  •正交编码器接口(QEI)模块:
  - A相、B相和检索脉冲输入
  - 16位上升沿/下将沿位置计数器
  -计数方向状态
  -位置测量(x2和x4)模式
  -输入端的可编程数字噪声滤波器
  -备用16位定时器/计数器模式
  -位置计数器计满上/下溢中断
  interwetten与威廉的赔率体系 /数字转换器ADC):
  •器件中最多两个ADC模块
  • 10位,1.1 Msps或12位,500ksps的转换:
  -两个,四个或八个同时采样
  -最多32个带自动扫描的输入通道
  -转换启动可手动进行或与4个触发
  源中的一个同步进行
  -休眠模式下也可进行转换
  -积分非线性误差最大为±1 LSb
  -微分非线性误差最大为±1 LSb
  CMOS闪存威廉希尔官方网站 :
  •低功耗,高速闪存威廉希尔官方网站
  •全静态设计
  • 3.3V(±10%)工作电压
  •工业级温度级和扩展级级温度
  •低功耗
  封装:
  •100引脚TQFP(14mm×14mm×1mm和12mm×12mm×1mm)
  • 80引脚TQFP(12mm×12mm×1mm)
  • 64引脚TQFP(10mm×10mm×1mm)
  • 64引脚QFN(9mm×9mm×0.9mm)
  Cerebot MC7马达控制板
  Cerebot MC7板是基于Microchip dsPIC 16位数字信号控制器的微控制器开发板。
  Cerebot MC7主要是作为机电器件控制器,如,直流电机。该微控制器采用的是经过电机控制优化的dsPIC系列的dsPIC33FJ128MC706A。
  Cerebot MC7具有4个半桥电路,其额定电压在5A时为24V。每一个半桥电路都连接到dsPIC A/D转换器,以测量闭环反馈控制的电压和电流。这些半桥可以用来控制两个有刷直流电机,两个两极步进电机,一个直流无刷电机,一个单极步进电机。此外,该板可用于实现开关DC/DC转换器的控制器。
  
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