能效并举的运动控制

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欢迎访问e展厅 展厅 4 伺服与运动控制展厅 电机驱动器, 伺服电机, 伺服控制系统, 数控系统, ... 出于竞争需要，半导体供应商们热衷于不断满足高级电机控制的各种需求，这也为运动控制工程师创造了极为丰富的选择机会。许多供应商可以提供结合了单片机（MCU）和数字信号处理器（DSP）双重功能的集成芯片（IC），而不像其他竞争者那样只能提供单一功能，这类兼收并蓄的设计既具备MCU的控制能力，又具备DSP的信号处理功能。数字信号控制器（DSC）可以应对运动控制以及其他功率控制应用的特殊需求，同时新型单片机和其他运动控制专用芯片也可以提供更多的设计选择。 飞思卡尔半导体公司的56F8013 数字信号控制器 飞思卡尔（Freescale）的56F8013拥有一个16bit的数字信号控制器内核，具备每秒钟3200万条指令（32MIPS）和单周期乘法累加器等运行能力。该器件采用Harvard结构，由三组可并行操作的执行单元构成，因而每个指令周期可以执行多达6条操作。为满足运动控制的应用需求，该器件拥有具备可编程故障处理能力的96MHz PWM发生器和1.125微秒转换速率的12-bit模拟数字转换器（ADC）。16kbytes的程序Flash存储器和4kbytes的程序/数据随机存储器（RAM）可以在全温度范围（-40℃~+105℃）内以32MHz全速（零等待）存取。56F8013采用32引脚的低截面方形扁平封装（LQFP）。56F8000系列数字信号控制器的开发支持工具为CodeWarrior Development Studio Special Edition (包括 Processor Expert) 。其目标应用领域包括工业和仪器设备电机控制以及电源和照明控制等。 PMD公司的 MC73110 IC Performance Motion Devices(PMD)公司的MC73110运动控制芯片通过串口、SPI接口或者模拟指令等方式与微处理器或控制器等主机协同工作，可以为无刷直流电机控制提供高性能的数字电流环、速度环和电子换相等功能。在速度控制模式下，该芯片既可以通过正交编码器以高达10Mcounts/s的计数速度获取速度反馈信息，也可以通过内部的10-bit模拟数字转换器直接处理来自旋转变压器的模拟信号从而获取速度反馈信息；其速度控制指令可以来自内部速度曲线发生器、16-bit SPI数据流或者直接输入的模拟信号等。在力矩控制模式下，芯片采用外部力矩指令信号。该芯片具有六路开关频率为20kHz的PWM输出，可以直接驱动三组IGBT或MOSFET半桥功率放大器，并具备桥臂贯穿短路保护功能。其封装形式为64引脚塑料四角扁平封装（PQFP）。MC73110的目标为半导体自动化、医疗自动化，以及其他需要高性能、低成本无刷电机驱动的应用领域。 Microchip公司 dsPIC30F3010 数字信号控制器 微芯（Microchip）公司的dsPIC30F3010数字信号控制器处理能力为20MIPS，性能更高的dsPIC30F3011处理能力为30MIPS。两种芯片都具有24 kbytes的FLASH程序存储器，使用内部振荡器时，可以全速运行。附加的存储器包括用于数据存储的1kbyte SRAM和1 kbyte长效EEPROM。其电机控制功能包括六通道电机控制专用PWM输出，高达9个信号通道和每秒一百万次数据采样率的10-bit ADC，5路16-bit定时器，以及一个正交编码器接口。通讯接口包括SPI，I2C和两路UART（dsPIC30F3010只有1路UART）。dsPIC30F3010可以选用28引脚的SDIP或SOIC封装，或者44引脚的QFN封装。微芯公司最近在其开发系统支持工具中新增了PICDEM MC LV 开发板，以支持采用dsPIC30F3010开发和调试有传感器或无传感器的无刷直流电机控制算法。 NEC公司的V850E2/ME3 MCU NEC公司的V850E2/ME3是一款具备足够性能的通用MCU，适用于包括电机控制在内的诸多应用领域。其超标量体系结构和7级流水线使得这款32-bit RISC单片机在200MHz的运行频率下可以达到400MIPS的强大性能，从而能够在单一时钟周期内同步执行两条指令。其存储器包括168kbytes的高速指令RAM，8kbytes的指令缓存，以及8kbytes的数据缓存。其他特性包括12通道的16-bit定时/计数器和8通道的10-bit分辨率ADC。V850E2/ME采用24×24mm的176引脚QFP封装。单片机设计支持工具包括在线仿真器，编译器和调试器。目标应用包括空调系统用逆变器等。 德州仪器（TI）公司的TMS320-F280x数字信号控制器 TI公司的TMS320F28x系列数字信号控制器采用32位内核，以及专门为电机控制、数字电源变换和智能传感器控制等应用而优化的外围设备。这款高性能控制器拥有100MIPS的32位DSP处理能力，其脉冲宽度调制器（PWM）可以在调制频率为100kHz时提供16-bit精度、1MHz时提供12-bit精度，高分辨率的PWM意味着更快的瞬态响应以及更小的脉动幅值。其ADC具有16个复用的输入通道、 12-bit分辨率和160ns或6.25MSPS的吞吐能力。所有器件都可以选用100引脚的LQFP封装和100焊球的BGA封装。主要应用在工业、仪器仪表、汽车、医疗和消费领域等。 NEC公司的78K0/Fx系列MCU NEC公司的78K0/Fx系列MCU采用8-bit单片机内核，以及专门为汽车车身应用定制的独具特色的外围设备。电机控制专用的外围设备包括多达16通道的模拟数字转换器、两个16-bit定时器以及4个8-bit定时器。器件具有一个240kHz的环形振荡器，可以作为内部看门狗定时器的时钟源，从而节省外部逻辑资源。该系列单片机的存储器容量范围为32到60 kbytes的Flash和高达3kbytes的RAM。设计支持工具包括使用USB2.0接口与系统开发计算机连接的IECUBE在线仿真器以及MINICube实时仿真器。78K0/Fx系列的封装形式有44、64和80引脚的四角扁平封装（QFP）。在汽车车身电子系统中的应用目标包括反光镜控制、门控以及天窗控制等。 (end)

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