ST推出首款基于Cortex-M3內(nèi)核的無(wú)傳感器磁場(chǎng)定向電機(jī)控制方案

　　意法半導(dǎo)體(ST)公司近期發(fā)布一套完整的基于該公司2007年中期推出的STM32閃存微控制器的三相電機(jī)控制開(kāi)發(fā)套件，這套工具包含用戶評(píng)估這個(gè)32位微控制器解決方案以及自行開(kāi)發(fā)無(wú)傳感器電機(jī)控制應(yīng)用所需的全部硬件和固件。STM32微控制器以性能強(qiáng)大的ARM Cortex-M3為內(nèi)核，是ST為滿足價(jià)格敏感的家用電器和工業(yè)設(shè)備對(duì)微控制器的高性能和低能耗的要求而專門開(kāi)發(fā)。

　　ST是市場(chǎng)上第一家提供基于Cortex-M3內(nèi)核的無(wú)傳感器的磁場(chǎng)定向電機(jī)控制解決方案的廠商。這套工具證明STM32的內(nèi)核和專用電機(jī)控制外設(shè)都有充足的處理能力來(lái)優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器的性能，最小化系統(tǒng)總體成本。STM微控制器在25毫秒內(nèi)即可執(zhí)行一整套無(wú)傳感器三相無(wú)刷永磁同步電機(jī)(PMSM)矢量控制算法，大多數(shù)應(yīng)用任務(wù)占用CPU資源比率小于30%，為CPU執(zhí)行其它應(yīng)用任務(wù)(如需要)預(yù)留了充足的處理能力。永磁電機(jī)同步電機(jī)控制解決方案的代碼大小少于16千字節(jié)。

　　同一硬件平臺(tái)可以用于永磁同步和交流感應(yīng)兩種電機(jī)，最高工作電壓48V。該套件提供電路示意圖，以最大限度縮短硬件設(shè)計(jì)時(shí)間。這套工具準(zhǔn)許用戶通過(guò)板上彩色液晶顯示器和方向控制鍵實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，也可以用板上的按鍵和調(diào)諧器單獨(dú)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。這套開(kāi)發(fā)工具含有Segger J-Link USB供電的JTAG仿真器，閃存編程和實(shí)時(shí)調(diào)試功能允許用戶從評(píng)估階段到高級(jí)開(kāi)發(fā)階段全程使用同一硬件和固件平臺(tái)，這樣用戶在開(kāi)發(fā)目標(biāo)系統(tǒng)之前不必再創(chuàng)建一個(gè)新平臺(tái)。開(kāi)發(fā)套件還含有一個(gè)調(diào)試器和編程器。

　　以成本效益為特色的STM32電機(jī)控制功能適用于多種應(yīng)用領(lǐng)域，包括洗衣機(jī)、洗碗泵、冰箱、空調(diào)等家電產(chǎn)品和電動(dòng)汽車、中低檔工業(yè)驅(qū)動(dòng)器、辦公自動(dòng)化設(shè)備、暖通空調(diào)(HVAC)的系統(tǒng)作動(dòng)器和風(fēng)扇、自動(dòng)售貨機(jī)、收款機(jī)等工業(yè)設(shè)備。

　　矢量控制(又稱磁場(chǎng)定向)算法被廣泛用于高性能驅(qū)動(dòng)器，這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是速度控制精確、響應(yīng)速度快，能夠在電機(jī)運(yùn)行的一瞬間優(yōu)化能效。這套工具還有一個(gè)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)：同步電機(jī)和異步電機(jī)共用同一控制框架，這個(gè)特性為要處理各種應(yīng)用和各類電機(jī)的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)節(jié)省了設(shè)計(jì)成本。此外，大多數(shù)無(wú)傳感器的驅(qū)動(dòng)算法都是以磁場(chǎng)定向控制方法為基礎(chǔ)的，所以這套工具為降低驅(qū)動(dòng)器成本創(chuàng)造了更多的機(jī)會(huì)。

　　這套簡(jiǎn)單易用的開(kāi)發(fā)工具讓工程師在幾分鐘內(nèi)就能運(yùn)行附在工具內(nèi)的永磁同步電機(jī)。用戶通過(guò)使用方向控制鍵和液晶顯示器，在電機(jī)運(yùn)行期間重新調(diào)整控制功能，用戶自己能夠熟悉圖形顯示器上的全部控制功能(例如PID穩(wěn)壓器)。用戶最終可以直接從優(yōu)化的原本用于設(shè)計(jì)電機(jī)控制演示軟件的C固件庫(kù)開(kāi)始開(kāi)發(fā)自己的電機(jī)控制解決方案。C固件庫(kù)源代碼在開(kāi)發(fā)工具附贈(zèng)的光盤內(nèi)，但是光盤內(nèi)沒(méi)有無(wú)傳感器的控制算法。如果用戶需要，ST將免費(fèi)提供兩類三相無(wú)刷電機(jī)(傳感器式交流感應(yīng)電機(jī)、傳感器式和無(wú)傳感器式永磁同步電機(jī))的無(wú)傳感器控制算法的目標(biāo)代碼。因?yàn)镾TM32采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ARM架構(gòu)，用戶在STM32上開(kāi)發(fā)電機(jī)控制解決方案要比在某家企業(yè)專有的架構(gòu)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用節(jié)省時(shí)間。

　　STM32的性能和能效都非常出色，同時(shí)保留了開(kāi)放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ARM架構(gòu)和開(kāi)發(fā)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。STM32F103“高性能”系列的時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，處理性能在同一級(jí)別的32位微控制器中是最出色的；STM32F101“入門級(jí)”系列的時(shí)鐘頻率為36MHz，提供給用戶性能大幅提升然而價(jià)格不變的16位產(chǎn)品。

　　Cortex-M3內(nèi)核是為滿足存儲(chǔ)器和處理器的尺寸對(duì)產(chǎn)品成本影響很大的廣泛市場(chǎng)和應(yīng)用領(lǐng)域的低成本需求而專門開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的。ST是Cortex-M3內(nèi)核開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的一個(gè)主要合作方，現(xiàn)在是第一個(gè)推出基于這個(gè)內(nèi)核產(chǎn)品的主要微控制器廠商。ST也是世界上為數(shù)不多的幾家能夠提供從二極管到處理器的全系列電機(jī)控制器件的廠商。

　　STM3210B-MCKIT開(kāi)發(fā)工具現(xiàn)已上市，定價(jià)為1,129美元，隨產(chǎn)品提供一個(gè)24V直流永磁同步電機(jī)。與開(kāi)發(fā)套件配套使用的交流感應(yīng)電機(jī)需要另行訂購(gòu)。