在PSoC4平臺上開(kāi)發(fā)步進(jìn)電機控制系統
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本文首先針對電機控制簡(jiǎn)要介紹了Cypress最新推出的PSoC4產(chǎn)品的主要特性和兩相HB型步進(jìn)電機細分控制原理。然后分析了當前主要的步進(jìn)電機商用解決方案，詳細闡述了在PSoC4平臺上開(kāi)發(fā)步進(jìn)電機控制系統的方法，過(guò)程和優(yōu)勢，并給出了實(shí)用的工程和實(shí)驗結果。
1. 引言
PSoC4為Cypress在2013年推出的可編程片上系統PSoC（Programmable System on Chip）系列的最新產(chǎn)品，采用ARM Cortex-M0作為處理核心。PSoC4完全繼承了PSoC芯片家族本身的高度可編程的靈活性，并融合Cortex M0高性?xún)r(jià)比的處理器核架構，使得PSoC4系列產(chǎn)品成為一個(gè)具有高度可擴展性的處理器平臺，在性?xún)r(jià)比、功耗等方面優(yōu)勢顯著(zhù)。更值得一提的是，PSoC4針對電機控制提供了完整和極具特色的片內資源，工程師在PSoC4上開(kāi)發(fā)電機控制系統時(shí)將更加直觀(guān)與快捷。
PSoC4產(chǎn)品系列目前推出的是CY8C4100和CY8C4200兩個(gè)入門(mén)級產(chǎn)品系列。本文即以CY8C4200為例，介紹如何在PSoC4上開(kāi)發(fā)兩相HB型步進(jìn)電機控制系統。
2. PSoC4架構及片內資源簡(jiǎn)介
PSoC 4 是基于A(yíng)RM Cortex-M0 CPU（處理器）的可編程嵌入式系統控制器家族，為嵌入式應用提供了強大的可編程平臺。它集合了可編程模擬資源、可編程內部互聯(lián)、用戶(hù)可編程數字邏輯、通用的固定功能外設計以及高性能的ARM Cortex-M0 CPU子系統。
PSoC 4系列包括以下特性：
●高性能Cortex-M0 CPU內核
●固定功能以及可配置的數字模塊
●高度可編程的數字邏輯
●高性能模擬系統
●靈活可編程的內部互連
圖1是PSoC4的系統框圖。限于篇幅，本文將主要概括與電機控制相關(guān)的片內資源特性，詳細內容可以參考Cypress網(wǎng)站上的PSoC4的數據手冊。
●高達48MHz，43 DMIPS的32位Cortex-M0 CPU，支持單周期乘法
●多達32 KB Flash及4KB SRAM內存
●四個(gè)獨立的可支持中央對齊的TCPWM，支持互補的可編程死區及同步ADC操作
●兩個(gè)低功耗比較器
●兩個(gè)電流數模轉換器（IDAC），可以輸出給內部模塊，或通過(guò)GPIO輸出到外部成為可定制的用戶(hù)電流源。
●兩個(gè)支持比較器模式及SAR ADC輸入緩沖功能的運算放大器
●四個(gè)可編程數字邏輯模塊(UDB)
圖1： PSoC4芯片系統框圖
PSoC4在開(kāi)發(fā)環(huán)境方面與PSoC家族的上一代產(chǎn)品保持一致，仍然為PSoC Creator，延續了將片內資源抽象為模塊化Component的開(kāi)發(fā)方法，控制系統架構清晰具體，簡(jiǎn)單快捷。用戶(hù)可以更多關(guān)注產(chǎn)品的功能開(kāi)發(fā)，而較少的注意芯片的硬件結構細節。PSoC Creator的詳細信息可以在Cypress網(wǎng)站上獲得。
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