(1) TMS320LF2406 的基本结构和系统设计
    TMS320LF2406 与 TMS320F240 相比，具有了一些新的特点[2,3]:采用了高性能静
态 CMOS 技术，供电电压降低为 3.3V，减小了功耗，同时指令执行周期缩短到 33ns，
从而提高了控制器的实时处理能力;片内包含 32K 的 FLASH 程序存储器、544 字双存取 
RAM 和 2K 字的单存取 RAM(可以灵活地配置为数据存储器和程序存储器);片内外设采用
统一的外设总线和数据空间连接，其中包含两个事件管理器模块，每个均由两个 16 位通
用定时器、8 个 16 位的脉宽调制(PWM)通道、3 个捕获单元以及一套编码器接口电路组成;
10 位 A/D 转换器采用序列器灵活编程，在一个转换周期内可以对一个通道进行多次转换，
可选择分别由两个事件管理器来触发两个 8 通道输入 A/D 转换序列或一个 16 通道输入
的 A/D 转换序列，A/D 转换的最小时间为 500ns。从上述的结构特点可以知道， 
TMS320LF2406 作为整个控制器的核心，集成了主要的电机外设控制部件，具有高速
的运算能力、较高的采样精度，外设配置性能和功能比较强，非常适合构成单片电机伺服
控制器，完成实时性要求高的伺服控制任务。在本系统中利用它来实现矢量变换、电流环、
速度环、位置环控制以及 PWM 信号发生、各种故障保护处理等功能。

图 2    交流永磁同步电机控制器的硬件结构图

(2) 系统接口电路设计
    为了使伺服控制器具有紧凑、通用、小型的控制结构，系统在硬件设计上采用单一 DSP
构成控制器，使系统可以支持位置脉冲输入、模拟速度输入、模拟转矩输入以及通过上位
机对系统进行控制等多种方式[4]。

   a)  控制接口电路设计:对于位置脉冲输入指令，利用 TMS320LF2406 的第二个事件
管理器模块中的 T4

“

计数器对 脉冲+

”

方向 的位置指令进行计数或正交编码电路对两相正

交脉冲输入位置指令信号计数;对于模拟速度输入指令，利用 DSP 中的 8 个模拟量输入

“

”

通道进行分时采样，然后采用 过采样 技术有效地提高模拟指令的分辨率。

    b) 反馈接口电路:对于位置反馈输入信号，利用 TMS320LF2406 的第一个事件管理
器模块中的正交编码电路对两相正交脉冲输入信号计数;对于电流反馈采样部分，两相电
流反馈分别占用 DSP 的 4

“

”

个模拟输入通道，采用分时采样和 过采样 技术可以将电流反

馈的分辨率提高到 11 位。

    c)  外部接口电路:由于 TMS320LF2406 采用 3.3V 电源供电，常用的+5V 电源供电
的 I/O 接口信号需要进行相应的电平转换才能进入 DSP。对于开关类型的 I/O 信号，电平
转换可以采用光电耦合器实现;对于差动输入的位置脉冲信号，可以采用高速光耦合器件
如 TLP112 进行差动隔离接收，在光耦合器件的输出端直接用 3.3V 电源实现电平转换;
对于模拟输入信号，由于常用的控制器模拟输入信号范围为+/-10V，所以必须要用运算
放大器进行信号变换，将模拟量信号转换到 DSP 的模拟输入范围 0~3.3V 之内;对于
PWM 输出信号，由于 DSP 的 PWM 输出通道的电流能力有限，也需要扩展一个输入为
TTL 电平的缓冲器电路。

    d)   控制器 EMI 设计要求:TMS320LF2406 的供电电源分成了两种，分别是数字电源，
包括内核电源+3.3V、I/O 电源+3.3V;模拟电源即 A/D 转换器电源，其中 A/D 转换器的