常用電機(jī)微控制器之比較

2.3 ADMC331的PWM信號(hào)的形成

與傳統(tǒng)的單片機(jī)查表方法不同，ADMC331的PWM信號(hào)的產(chǎn)生是由其內(nèi)部的靈活可編程的三相PWM 控制器來(lái)完成的。通過(guò)對(duì)PWM單元進(jìn)行合適的編程并利用 PWM單元中的專(zhuān)用函數(shù)，可使其產(chǎn)生滿足不的電機(jī)調(diào)速用逆變器開(kāi)關(guān)觸發(fā)模式的數(shù)字PWM波形。圖6為ADMC331三相PWM控制器的功能框圖。

輸出PWM信號(hào)的開(kāi)關(guān)頻率、死區(qū)時(shí)間和最小脈沖寬度均可分別設(shè)置，并且允許用高頻斬波信號(hào)對(duì)PWM輸出波形進(jìn)行調(diào)制，以便利用變壓器進(jìn)行隔離和驅(qū)動(dòng)。16位精度的三相PWM發(fā)生器能產(chǎn)生高達(dá)38.5ns的邊緣分辨率。

ADMC331 的PWM單元建立在一個(gè)獨(dú)立的三相定時(shí)單元基礎(chǔ)上，由3個(gè)確定的周期寄存器控制，分別控制3對(duì)PWM輸出。根據(jù)應(yīng)用的具體要求及所需PWM方案來(lái)編制 DSP程序6。路PWM信號(hào)的極性可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)和邏輯由PWMPOL引腳進(jìn)行設(shè)置，每路PWM信號(hào)的輸出均可通過(guò)獨(dú)立的使能寄存器 PWMSEG來(lái)決定。PWM控制信號(hào)計(jì)算見(jiàn)本刊網(wǎng)站補(bǔ)充版。

3 性能比較

目前，越來(lái)越多的集成電路芯片制造商紛紛致力于電機(jī)微控制器的研制與生產(chǎn)，因而擴(kuò)大了對(duì)對(duì)類(lèi)芯片的選擇空間。在此僅將上文所列舉的三種具有代表性的芯片性能加以比較，如表1所列。

8XC196MC 單片機(jī)片內(nèi)外設(shè)豐富。通過(guò)對(duì)WG的特殊功能寄存器（WG_RELOAD、WG_COM_Px、WG_CON、WG_OUTPUT和WG_PROTECT）進(jìn)行編程，并利用WG中斷就可產(chǎn)生各種PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)各種電機(jī)和其它由電力電子器件構(gòu)成的設(shè)備，它把必需的外接芯片和元件降低最低限度。因此，價(jià)格與 DSP器件相比便宜得多。在一些控制要求不太高的場(chǎng)合，它是理想的選擇。

與典型單片機(jī)相比，DSP器件集成度高，CPU速度快，存儲(chǔ)容量大。DSP采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，獨(dú)立的程序空間和數(shù)據(jù)空間使之允許同時(shí)存取程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)置高速的硬件乘法器，增強(qiáng)的多級(jí)流水線，使DSP器件具有高速的數(shù)據(jù)處理能力。單片機(jī)采用馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)在同一空間，同一時(shí)刻只能單獨(dú)訪問(wèn)指令或數(shù)據(jù)。ALU只能作加法，乘法需要用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)一些復(fù)雜的運(yùn)算如sin、cos等，需采用查表方式，因而需要較多的時(shí)間和空間。結(jié)構(gòu)差異使DSP 器件比16位的單片機(jī)單指令執(zhí)行時(shí)間快8～10倍，完成1次乘加運(yùn)算快16～30倍。TMS320C240和ADMC331都具有DSP內(nèi)核，從而將 DSP的高速運(yùn)算能力與面向電機(jī)的高效控制能力集于一體，應(yīng)用于交流電機(jī)控制系統(tǒng)中均可獲得較好的控制效果，因而更具有競(jìng)爭(zhēng)力，但它們價(jià)格較為昂貴。

由于ADMC331比TMS320C240出現(xiàn)得晚，所以ADMC331采用了一些新的技術(shù)，使其性能更好。如ADMC331的DSP內(nèi)核為并行的體系結(jié)構(gòu)，加快了程序執(zhí)行速度?？稍?個(gè)處理周期內(nèi)完成乘加運(yùn)算；它的PWM發(fā)生單元的靈活性和可編程性，使之能夠產(chǎn)生多種PWM信號(hào)；其內(nèi)部程序存儲(chǔ)器固化了許多電機(jī)系統(tǒng)矢量控制所必需的子程序，方便了控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，大大減少了控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間。 TMS320C240擁有4路捕獲單元，捕獲單元被用于高速I(mǎi)/O的自動(dòng)管理，它監(jiān)視輸入引腳上信號(hào)的變化，記錄輸入事件發(fā)生時(shí)的計(jì)數(shù)器值，即記錄下所發(fā)生事件的時(shí)刻。該部件的工作由內(nèi)部定時(shí)器同步，不用 CPU干預(yù)；而ADMC331沒(méi)有設(shè)計(jì)這種捕獲單元，這也是造成它的A/D轉(zhuǎn)換速度較慢的重要原因。