如今,电动马达无处不在,从洗衣机和健身跑步机到商业建筑的加热和冷却系统等各个方面都在推动着运动。不幸的是,所有这些都消耗了相当多的能量。一些专家估计,美生的所有电力中约有60%是由电动机消耗的。设计人员降低功耗的一种方法是转向更新的电机技术,如无刷直流和交流电机。
与刷漆同类产品相比,无刷电机更可靠,更安静,产生的电磁辐射更少,更安全,因为它们消除了与电刷及其换向器相关的火花。它们也更有效率,这意味着它们使用更少的能量。另一方面,无刷电机还需要更复杂的电子设备来管理其操作,并且设计该电路可以增加开发时间并提高总系统成本。
作为和白色家电的长期供应商,恩智浦半导体非常熟悉与电机控制相关的问题。设计挑战包括寻找提高精度,提高速度,降低功耗,限制电磁干扰(EMI),降低成本以及扩展系统可执行任务数量的方法。为了应对这些挑战,我们的32位Cortex-M3和Cortex-M4()包括用于电机控制的专用外设。状态可配置定时器(SCT)是一种独特的,正在申请专利的外设,可为设计人员提供电机控制操作的新级别可编程性。
状态可配置定时器(SCT)
SCT是一种复杂且易于配置的定时功能,可提供前所未有的灵活性。它允许设计人员配置高级定时操作 - 包括复杂电机控制功能所需的操作 - 同时满足严格的开发时间表。从架构的角度来看,它是一个定时器捕获单元,配有高度灵活的事件驱动状态机。它为时序区域带来了两个熟悉的概念,即事件和状态,因此可以进行各种操作,包括时序,计数,输出调制和输入捕获。
图1:恩智浦的SCT外设将定时器捕获单元与状态机相结合。
表1介绍了SCT的五个基本构建块:定时器,事件,状态,输入和输出。
块支持说明定时器向上或向上/向下计数两个16位或一个32位计数器,具有向上或向上/向下计数器功能,并由总线时钟或所选输入提供时钟。事件最多16个发生预定义条件时发生的转换(计数器状态,输出生成,状态更改等)。状态最多32个条件,用于定义评估已定义事件的上下文。输入最多由SCT评估的8个信号。他们可以为活动的产生做出贡献。输出SCT生成的最多16个信号。他们可以为活动的产生做出贡献。
在根据定时匹配,I/O信号或两者的组合验证可编程条件时,可以将事件编程为激活(即执行操作)。事件在SCT控制寄存器中定义。每个硬件事件都可以配置为驱动输出信号,触发中断请求(Q),执行A传输或影响定时器本身的行为(通过停止,启动,重置或挂起定时器)。