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Microchip公司的dsPIC33F系列是高性能16位數字信號控制器（DSC），采用改進的哈佛架構，高達40MIPS，16位數據通路，24位指令，工作電壓3.0V~3.6V，主要用在各種馬達控制如無刷DC馬達，單相和三相馬達與開關磁阻電動機。此外也可用在UPS、逆變器、開關電源、功率因素修正以及服務器、通信設備和其他工業設備的電源管理模塊。 dsPIC33FJXXXMCX06A/X08A/X10A系列器件可支持多種電機的控制應用，如無刷直流電機，單相和三相感應電機，開關磁阻電機。dsPIC33F電機控制產品也非常適合于不間斷電源（UPS），逆變器，交換式電源供應器，功率因數校正以及服務器、電信設備和其他工業設備中的電源管理模塊的控制。 
圖1 dsPIC33F系列方框圖
圖2 Cerebot MC7馬達控制板框圖 dsPIC33F主要特性 工作范圍： •最高可達40 MIPS的操作（3.0V~3.6V）： -工業級溫度范圍（-40℃~85℃） -擴展級溫度范圍（-40℃~125℃） •最高可達20 MIPS的操作（3.0V~3.6V）： -高溫范圍（-40℃~150℃） 高性能DSC CPU： •改進型哈佛架構 • C編譯器優化指令集 • 16位寬數據總線 • 24位寬指令 •可尋址最大4M指令字的線性程序存儲空間 •可尋址最大64kB線性數據存儲器 • 83條基本指令：多數為單字節/ 單周期指令 •兩個40位累加器： -帶舍入和飽和選擇 •靈活和強大的尋址模式： -間接尋址、模尋址和位反轉尋址 •軟件棧 16位×16位小數/整數乘法運算 • 32/16位和16/16位除法運算 •單周期乘法和累加運算： - DSP操作的累加器回寫 -雙數據取操作 •可將最多40 位數據左移或右移最多16 位 直接內存訪問（DMA）： • 8通道硬件DMA • 2 kB雙端口DMA緩沖區（DMA RAM）以存儲通過DMA傳輸的數據： -允許CPU執行代碼時在RAM和外 設之間進行數據傳輸（不額外占用周期） •大多數外設支持DMA 中斷控制器： •中斷響應延時5個周期 •最多67個可用中斷源 •最多五個外部中斷 • 7個可編程優先級 •五個處理器異常響應數字I/O： •最多85個可編程數字I/O引腳 •最多24個引腳上具有喚醒/變化中斷功能 •輸出引腳可驅動3.0V~3.6V電壓 • 5V容限的引腳呈漏極開路配置，最 高其有5.5V輸出，并有一個外部上拉 •所有I/O引腳具有4mA的電流吸入 能力 片上閃存和SRAM： •閃存程序存儲器，最大256 kB •數據SRAM，最高30kB（包括2kB的DMA RAM空間） 系統管理： •靈活的時鐘選項： -外部晶振，諧振器和內部RC -全集成PLL -極低抖動PLL •上電定時器 •振蕩器啟動定時器/穩定器 •自帶RC振蕩器的看門狗定時器 •故障保護時鐘監視器（FSCM） •多個復位源 電源管理： •片上2.5V穩壓器 •實時時鐘源切換 •可快速喚醒的空閑，休眠和打盹模式定時器/捕捉/比較/PWM： •定時器/計數器，最多9個16位定時器： -最多可以配對成4個32位定時器 - 1個定時器，可依靠外部32.768 kHz振蕩器用作實時時鐘（RTC） -可編程的預分頻器 •輸入捕捉（最多八通道）： -可捕捉上升沿，下降沿或上升/下降沿 - 16位捕捉輸入功能 -每路捕捉都有4字深度的FIFO緩沖 •輸出比較（最多八通道）： - 一個或兩個16位比較模式 - 16位無毛刺PWM模式 通信模塊： • 3線SPI（2個模塊）： -幀支持簡單編解碼的I/O接口 -支持8位和16位數據 -支持所有串行時鐘格式和采樣模式 • I2C（2個模塊）： - 完全支持多主從模式 - 7位和10位尋址 -總線沖突檢測和仲裁 -集成信號調理 -從地址掩碼 • UART（2個模塊）： -檢測到地址位時產生中斷 -檢測UART錯誤產生中斷 -檢測到啟動位時將器件從休眠模式喚醒 - 4字符的發送和接收FIFO緩沖區 - LIN/J2602支持 -硬件IrDA編碼和解碼 -高速波特率模式 -使用CTS和RTS的硬件流控制 •增強型CAN（ECAN技術）2.0B active版本（多達2個模塊）： -多達8個發送緩沖區以及32個接收緩沖區 - 16個接收濾波器和3個屏蔽寄存器 -用于診斷和總線監視的環回模式、 監聽模式和監聽所有報文模式 -收到CAN報文時喚醒器件 -自動處理遠程傳輸請求 -使用DMA的 FIFO模式 - DeviceNet尋址支持 -電機控制外設： •電機控制PWM（最多八通道）： - 4個占空比發生器 -獨立或互補模式 -可編程死區時間和輸出極性 -邊緣或中心對齊 -手動輸出優先控制 -兩個故障輸入 - ADC轉換的觸發 -16位分辨率的PWM頻率（40MIPS） =1220Hz邊沿對齊模式，610Hz中 心對齊模式 - 11位分辨率的PWM頻率 （40MIPS）=39.1 kHz的邊沿對齊模式，19.55 kHz的中心對齊模式 •正交編碼器接口（QEI）模塊： - A相、B相和檢索脈沖輸入 - 16位上升沿/下將沿位置計數器 -計數方向狀態 -位置測量（x2和x4）模式 -輸入端的可編程數字噪聲濾波器 -備用16位定時器/計數器模式 -位置計數器計滿上/下溢中斷 模擬/數字轉換器（ADC）： •器件中最多兩個ADC模塊 • 10位，1.1 Msps或12位，500ksps的轉換： -兩個，四個或八個同時采樣 -最多32個帶自動掃描的輸入通道 -轉換啟動可手動進行或與4個觸發 源中的一個同步進行 -休眠模式下也可進行轉換 -積分非線性誤差最大為±1 LSb -微分非線性誤差最大為±1 LSb CMOS閃存技術： •低功耗，高速閃存技術 •全靜態設計 • 3.3V（±10％）工作電壓 •工業級溫度級和擴展級級溫度 •低功耗 封裝： •100引腳TQFP（14mm×14mm×1mm和12mm×12mm×1mm） • 80引腳TQFP（12mm×12mm×1mm） • 64引腳TQFP（10mm×10mm×1mm） • 64引腳QFN（9mm×9mm×0.9mm） Cerebot MC7馬達控制板 Cerebot MC7板是基于Microchip dsPIC 16位數字信號控制器的微控制器開發板。 Cerebot MC7主要是作為機電器件控制器，如，直流電機。該微控制器采用的是經過電機控制優化的dsPIC系列的dsPIC33FJ128MC706A。 Cerebot MC7具有4個半橋電路，其額定電壓在5A時為24V。每一個半橋電路都連接到dsPIC A/D轉換器，以測量閉環反饋控制的電壓和電流。這些半橋可以用來控制兩個有刷直流電機，兩個兩極步進電機，一個直流無刷電機，一個單極步進電機。此外，該板可用于實現開關DC/DC轉換器的控制器。
圖3 Cerebot MC7馬達控制板電路圖（1）
圖4 Cerebot MC7馬達控制板電路圖（2） Cerebot MC7馬達控制板主要特性 • dsPIC33FJ128MC706A微控制器 •四個24V/5A帶電流和電壓反饋的半 橋式電路，并提供過電流中斷 •電源電壓最高24V • 5V/4A開關電源 •集成的編程/調試電路 • CAN網絡接口 •用于Digilent外設模塊板的3個Pmod連接器 •八個RC伺服連接器 •兩個I2C菊花鏈連接器 • 256kbits I2C EEPROM •兩個按鈕和四個LED •所有I/O引腳的ESD保護和短路保 護 詳情請見： Microchip和Digilent dsPIC33F Cerebo |
