設計高性能和低功耗的電機控制系統（一）

　　本文概述了電機控制設計方面的事項，例如多個(gè)電機控制、磁場(chǎng)定向控制、功率因數校正和傳感器控制。此外還介紹了當今的微控制器（MCU）如何使各種廣泛的應用具有更大精度、更小功耗和更低成本。

　　當今的微控制器（MCU）可使各種廣泛的應用具有更大精度、更小功耗和更低成本，包括：

　　● 帶有風(fēng)機和壓縮機的白色家電和設備，例如洗衣機和冰箱

　　● HVAC（取暖、通風(fēng)和空調）系統

　　● 用于電機控制、電源逆變器和機器人的工業(yè)伺服驅動(dòng)

　　● 汽車(chē)控制系統，包括動(dòng)力轉向、防鎖死剎車(chē)和懸架控制

　　TI了解開(kāi)發(fā)者在設計這些高性能電機控制系統時(shí)面臨的挑戰。制造商尋求引入先進(jìn)的控制算法以實(shí)現產(chǎn)品差異化，而日益增加的政府法規要求更高效的功耗和減少EMI。

　　為了幫助開(kāi)發(fā)人員應對這些多種多樣的挑戰，TI提供了TMS320C2000 Piccolo MCU系列。Piccolo MCU具有優(yōu)化的架構，集成了專(zhuān)用外設，能夠：

　　● 使用實(shí)時(shí)算法獲得更精確的控制

　　● 通過(guò)功率因數校正（PFC）獲得更高的功效和更好的控制

　　● 支持通過(guò)單芯片控制多個(gè)電機

　　● 通過(guò)無(wú)傳感器控制簡(jiǎn)化設計

　　● 降低系統復雜性和成本

　　Piccolo的優(yōu)點(diǎn)Piccolo MCU利用TI的高性能TMS320C28x內核，提供以單一獨立控制器控制系統所需的所有性能和外設。通過(guò)充足的余量和專(zhuān)用外設，Piccolo MCU使開(kāi)發(fā)者能夠實(shí)現更先進(jìn)的控制算法，在進(jìn)一步提高性能的同時(shí)降低系統成本。

　　Piccolo架構已針對數字控制應用進(jìn)行了優(yōu)化，具有先進(jìn)的架構特性，增強了高速信號處理能力。Piccolo的主CPU內核具有單周期32×32位乘法及累積單元等內置DSP功能，大幅度提高了計算速度。此外，諸如ADC和PWM等控制外設設計得非常靈活，能夠輕松適應幾乎任何用途，而需要的軟件開(kāi)銷(xiāo)極小。例如，模數轉換器所具有的自動(dòng)序列發(fā)生器允許開(kāi)發(fā)者進(jìn)行編程，以循環(huán)通過(guò)特定次序的樣本，這樣當應用程序需要時(shí)值已就緒。使用更智能的控制外設和強大的CPU內核，控制環(huán)路運行更緊密，既改進(jìn)了控制算法的動(dòng)態(tài)特性，又減少了干擾行為。

　　TMS320F2803x和F2806x Piccolo MCU上集成的控制律加速器（CLA）是一個(gè)32位浮點(diǎn)數學(xué)加速器，它能有效承載主CPU內核的高速控制環(huán)路。CLA在不經(jīng)過(guò)CPU內核的前提下通過(guò)對外設的直接訪(fǎng)問(wèn)和響應外設中斷的能力實(shí)現此過(guò)程。與獨立內核相似，CLA有自己的指令集和內存空間，可以完全獨立于CPU進(jìn)行操作。

　　其他重要的Piccolo MCU特性包括：