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電機控制電路設計

通過將電機專用的軟件硬件整合于運動控制IC中，半導體制造商們正在努力簡化電機運動控制的設計過程。越來越多的制造商開始提供開發板和工具包，幫助工程師們更快地完成樣品設計和測試。下面列舉了六種最新的產品。
　　1 具有RAM的32位數字信號控制器

　　Freescale的56F8357復合核心綜合了數字信號處理器（DSP）高性能的特點以及微處理器（MCU）易編程的特點。這個器件也整合了電機控制的專用外圍設備，包括兩個六通道脈寬調制模塊（PWM）。通過使用最新的軟件工具，例如Freescale的Processor Expert和PC Master，軟件工程師可以在更短的時間里完成電機控制的設計。MC56F8357EVM評估模塊采用了增強JTAG界面，用于主計算機通過并行電纜發送命令，這樣就可以實現非入侵式的源代碼調試。它的功能包括全速執行、多重硬件斷點、內存轉儲、RAM或Flash編程對象、緩存追蹤以及實時數據交換。

　　Freescale 半導體 56F8357
　　價格：以1,000塊購買，單價$17.92
　　MC56F8357EVM評估模塊（$299）
　　http://rbi.

ims.ca/3854-564
　　2.可配置式數字ac伺服控制IC

　　IRMCK201在硬件中實現了運動控制外圍功能，包括脈寬調制（PWM），編碼計算電路和電流傳感界面，此外還包括完整的電場方向控制算法和速度控制算法。而通常，這些任務是由軟件完成的，需要開發上千行代碼。邏輯硬件中還包括一個用于執行閉環速度控制和閉環電流控制的同步執行機構。IRMCS2031開發系統為工程師提供IRMCK201的高電壓IC門驅動器和電流傳感，以及在最新模塊包中用于驅動一個一馬力電機的IGBT。通過采用一個稱為ServoDesigner的簡化的圖形用戶界面（GUI），IR方案大大減少了軟件開發時間。

　　International Rectifier IRMCK201
　　價格：以10,000塊購買，單價$8.75
　　IRMCS2031 iMOTION(tm)開發套件（$1,999）
　　http://rbi.ims.ca/3854-565
　　3 運動處理器

　　PMD公司的Magellan IC是一種具有可編程功能的IC，它和一個微處理器或一臺主機同時使用，通過并行總線或串行總線或CANBus界面進行通訊。主機發出的高級別C或C++命令傳到運動IC之后，轉換成專門用于實現平穩精確運動的控制序列。此IC提供普通運動控制卡所具有的完整功能，包括積分編碼輸入、整流、（轉距）斷面生成、伺服閉環、脈沖以及方向生成。Chuck Lewin主席解釋到：“采用Magellan的開發套件，你不僅可以獲得你想要采用的運動IC的工作樣本，還可以獲得一個系統，它可以讓你捕捉運動數據，評估不同的伺服參數和圖形，還可以對你的硬件性能進行實驗。”PMD公司表示，估計這一開發套件相當于節省了六個月或更多的項目開發時間。

　　Performance Motion Devices (PMD)
　　Magellan MC58420
　　價格：以10,000塊購買，單價$14.75
　　開發套件（$995）
　　http://rbi.ims.ca/3854-566
　　4 采用納瓦特技術的可擦除式微控制器

　　為了給電機控制設計經驗不足的工程師提供一個起點，8位MCU PIC18F4431以三個特殊的電機控制模塊為特征：（1）動力控制模塊，（2）運動反饋模塊，以及（3）高速A/D轉換器。這種組合允許用戶驅動三相和/或四相電機，并且這種驅動具有精確的速度和位置追蹤特性，以及多達每秒200k樣本的轉換速率。為PIC18Fxx31系列IC使用的PICDEM MC開發板，為用戶提供了評估以及開發AC和DC電機控制應用的能力。此開發板具有電機控制圖形用戶界面（MC-GUI），可以提供快速而簡單的方法來配置和監控電機和系統參數。

　　Microchip Technology PIC18F4431
　　價格：以10,000塊購買，單價$5.20
　　PICDEM MC開發板（$299）
　　http://rbi.ims.ca/3854-567
　　5 用于三相無刷電機控制的8位MCU

　　ST7MC整合了很多模擬和數字電機驅動組件，包括片裝電機控制外圍設備，可用于三相PWM，以及一個專用電路板上的宏單元，它可以釋放70％的CPU資源，以備其他的例如用戶界面等任務使用。由于BLDC電機、BLAC電機和采用電流或電壓模式的AC感應電機具有多種傳感器以及無傳感器的電機驅動電路布局，ST公司設計的這種IC單元，可以與上述各種電路布局相匹配。ST公司稱，他們的開發套件包括友好的用戶界面，可
以使工程師很容易地設定各種不同的電機控制參數，此外還有一個12V直流到240V交流的1000W的變壓器。開發套件里有完整的設計工具：內置的可擦除式內存刻錄器，片裝的低成本調試工具和調試界面，這樣，工程師就可以開發他們產品中的電機控制和非電機控制部分了。

　　ST Microelectronics ST7MC
　　價格：以10,000塊購買，單價$2.86
　　ST7MC 開發套件（$695）
　　http://rbi.ims.ca/3854-568
　　6.具有RAM的32位數字信號控制器

　　TI的TMS320R2811為工程師提供兩種技術的組合優點，這兩種技術是數字信號處理技術和微控制器外圍設備，后者具有32位精度以及為快速執行程序的150MIPS的速度。這種IC具有兩個16位的具有比較/PWM功能的事件管理器。20k字節的單獨存取RAM（SARAM）允許工程師通過串行接口增加外部存儲器。TMS320R2812 eZdsp開發套件使有經驗的工程師和新手都能通過簡單的方式評估TMS320R2811，以及開發、測試、運行軟件。這個開發套件包括內置的USB 仿真技術IEEE 1149.1

JTAG控制器，無需額外的仿真器開發工具，就可以對其進行操作。
　　Texas Instruments TMS320R2811
　　價格：以1,000塊購買，單價$9.11
　　TMS320R2812 eZdsp(tm) 開發套件（$495）
　　http://rbi.ims.ca/3854-569

　　電機控制IC工具一覽
　　以下是上文提及的開發板的關鍵特性列表

　　1縮寫：ACIM（直流感應電機）；BDC（電刷直流電機）；ACIM（無刷直流電機）；SRM（磁阻電動機）；PM（永久磁鐵）；SARAM（單獨存取RAM）
　　2最高針腳數

　　關于運動控制系統設計的網絡資源
　　Microchip公司的AN899，使用PIC18FXX31 MCU的無刷直流電機控制。http://rbi.ims.ca/3854-570
　　Freescales公司的“深入理解56F8300's ADC的說明書，以及如何在應用中獲得最佳性能”，描述了模數轉換器（ADC）數據頁規范的意義、算法，以及通常它們是如何與真實情況下的信號衰減相關的，并提供專門的信息用于改善56F8300's ADC的性能。
　　http://rbi.ims.ca/3854-571
　　International Rectifier “完整的基于編碼器的伺服驅動設計平臺iMOTIONTM開發系統”參考設計
　　http://rbi.ims.ca/3854-572。
　　Texas Instrument的TMS320C28x DSP系列IC，從軟件到傳感器和測量設備，以及用于電機控制的第三方算法，更多的文獻可以在http://rbi.ims.ca/3854-573獲得。

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