一芯两控|极海APM32F411开发实例——非同轴双电机控制

原创极海Geehy 2023-08-18 17:51

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“双碳”目标的提出，令“高效节能”成为电机行业的主要发展方向，随着技术发展的日新月异，任何电机控制应用都在硬件与算法上不断寻求能效、可靠性与功能升级的突破，其中无感FOC控制算法转矩波动小、效率高、噪声小、动态响应快等优势明显，被广泛应用于控制BLDC电机和永磁同步电机的应用产品上，同时在空调、冰箱、无人机、伺服电机、机器人、汽车电机、燃料泵等众多应用中也能找到无感FOC控制的身影。

优秀的控制方案需要出色的算法，更需要具备高效运算及控制性能的主控芯片，极海近期推出高性能、高适配型APM32F411系列MCU，采用55nm工艺制程，搭载FPU浮点运算单元，具有高速运算能力、多种工作模式以及丰富的高精度外设和通讯接口，可以低成本实现强劲性能，凭借其多种特性优势，能够轻松实现双电机无感FOC控制。

高性能主控提供核心动力

极海 APM32F411 的电机控制方案可实现 PMSM 的无感 FOC 双电机控制，支持三电阻、单电阻电流采样方案，该芯片采用带有 FPU 的 32 位 Arm® Cortex®-M4F内核，主频高达 120MHz，性能强劲，能轻松应对复杂的电机控制任务。在120MHz主频下，芯片以32KHz频率执行电流环，执行时间16μs，仅占执行周期的50%，剩余时间可用于执行速度环、PFC、通信、显示等任务。另外集成高达128KB的SRAM和512KB的Flash，配合强劲运算性能，可运行丰富的算法，为方案设计提供广阔的发挥空间。

实现双电机精准控制

内置两个高级定时器，每个高级定时器可输出三路带死区的互补 PWM，实现单个芯片驱动两路 BLDC 或 PMSM；集成8个16-bit通用定时器、2个32-bit通用定时器，可用于输入捕获、PWM输出等功能，此外通用定时器还具有编码器接口，可用于读取增量（正交）编码器和霍尔编码器；片上2个12-bit ADC 多达16 个通道，单次转换时间最小0.5μs。

丰富接口支持更多功能设计

集成丰富的通信接口，多达6路串口（4个USART，2个UART），支持 LIN 协议，支持5路 SPI 和 3 路 I2C ，便于与更多控制器及传感器交互；2路 CAN 接口，支持 USB_OTG；配置SMC接口，支持CF卡、PSRAM、 NORFlash、NANDFlash等多种外部存储器。优秀而全面的连接功能，足以应对复杂的通信需求，支持更多样化的应用设计。