§

　　控制系统设计

　　在 MotionChip

 

的基本系统中，选用美国 Xicor 公司的 SPI 串行

EEPROM：X25650 来存储 TML 运动指令。该 EEPROM 的存储容量为
8K×8bit，最大时钟频率可达 5MHz。由于在 MotionChip 正常运行时指令访
问时间 21ns，所以为了使程序高速有效的运行，增加了 2 片 32 可×8bit 的
静态 RAM：ASC256-12JC，该 SRAM 的存取时间为 12ns，所以 MotionChip
对该芯片的存取时间为 12ns，所以 MotionChip 对该芯片的存取数据时不需
要插入等待状态。并且该 SRAM 具有较低的活跃功耗，在待机状态时可自动进
入更加低功耗的节能状态。MotionChip 芯片本身提供了电机控制专用的接口，
包括 6 路 PWM 信号，在使用中可以配置作为三相电机逆变桥的驱动信号。当
保护中断 PDPINT 有效或电机使能信号 ENABLE 无效时，6 路 PWM 信号立即
进入高阻状态，使逆变桥全部截至，电机停转。另外，MotionChip 为每个
PWM 输出对提供了可编程死区时间设置（0 102 s

―

μ ），所以不需要外部的

死区逻辑电路。码盘反馈信号接口有 ENCA，ENCB，ENCZ，其中 ENCA 和
ENCB 是相位差 90°的脉冲信号，ENCZ 是码盘清零信号。MotionChip 可以对
ENCZ 和 ENCB 信号进行四倍频和辨向，然后送入增量计数器计数产生电机
的位置信号，码盘清零信号 ENCZ 可对计数误差进行修正。电机霍尔反馈信号
HALL1，HALL2，HALL3，是为直流无刷电机/永磁同步电机进行定位磁极设
计的。其它重要引脚如 DIR、PULSE 直接作为电机脉冲指令的输入接口 。
LSP，LSN 可用来扩展作为运动系统左、右限位事件的捕捉输入。MotionChip
有 2 个 10 位的 A/D 转换器，每个都内建了采样保持电路，最快采样速率可达
10kHz。模拟信号的输入范围通过 MotionChip 参考电平输入管脚 VREFLO 和
VREFHI 确定。MotionChip 可以工作在独立运行和检测引脚 AUTORUN 进行
方式选择的，该引脚接高电平，MotionChip 工作在从属方式，接低电平工作
在独立运行方式。在独立方式的工作条件下，MotionChip 上电后，选检测到
AUTORUN 的低电平，进入独立运行方式；然后自动从 SPI 串行 EEPROM 中
的开始执行 TML 程序。

　　驱动系统设计

　　电机的驱动主要包括 2 个环节：电机 PWM 驱动电路和电流检测。

　　电机的 PWM 驱动电路如图 2 所示。本电路中，无刷直流电机采用全桥驱
动，这样可以使用电机工作于四象限（正向驱动、制动及反向驱动、制动）。驱
动一个无刷直流电机需要 6 路 PWM 信号，而 MotionChip 的每个事件管理模
块（EV）中 3 个带可编程死区控制的比较单元可以产生独立的 3 对共 6 路
PWM 信号。所以在电路中，直接选用事件管理模块 B（EVB）中的比较单元
来产生 6 路所需要的 PWM 信号，其输出引脚为 PWM7~PWM12，其中
PWM7~PWM9 输出设为驱动 MOSFET 功率管桥路的上半桥，
PWM10~PWM12 输出驱动下半桥。DSP 输出的这两种 3 路 PWM 信号经过