控制系統設計

　　在MotionChip的基本系統中，選用美國 Xicor公司的SPI串行EEPROM：X25650來存儲TML運動指令。該EEPROM的存儲容量為8K×8bit，最大時鐘頻率可達5MHz。由于在MotionChip正常運行時指令訪問時間21ns，所以為了使程序高速有效的運行，增加了2片32可×8bit的靜態RAM：ASC256-12JC，該SRAM的存取時間為12ns，所以MotionChip對該芯片的存取時間為12ns，所以MotionChip對該芯片的存取數據時不需要插入等待狀態。并且該 SRAM具有較低的活躍功耗，在待機狀態時可自動進入更加低功耗的節能狀態。MotionChip芯片本身提供了電機控制專用的接口，包括6路PWM信號，在使用中可以配置作為三相電機逆變橋的驅動信號。當保護中斷PDPINT有效或電機使能信號ENABLE無效時，6路PWM信號立即進入高阻狀態，使逆變橋全部截至，電機停轉。另外，MotionChip為每個PWM輸出對提供了可編程死區時間設置（0—102μs），所以不需要外部的死區邏輯電路。碼盤反饋信號接口有ENCA，ENCB，ENCZ，其中ENCA和ENCB是相位差90°的脈沖信號，ENCZ是碼盤清零信號。MotionChip可以對ENCZ和ENCB信號進行四倍頻和辨向，然后送入增量計數器計數產生電機的位置信號，碼盤清零信號ENCZ可對計數誤差進行修正。電機霍爾反饋信號 HALL1，HALL2，HALL3，是為直流無刷電機/永磁同步電機進行定位磁極設計的。其它重要引腳如DIR、PULSE直接作為電機脈沖指令的輸入接口。LSP，LSN可用來擴展作為運動系統左、右限位事件的捕捉輸入。MotionChip有2個10位的A/D轉換器，每個都內建了采樣保持電路，最快采樣速率可達10kHz。模擬信號的輸入范圍通過MotionChip參考電平輸入管腳VREFLO和VREFHI確定。MotionChip可以工作在獨立運行和檢測引腳AUTORUN進行方式選擇的，該引腳接高電平，MotionChip工作在從屬方式，接低電平工作在獨立運行方式。在獨立方式的工作條件下，MotionChip上電后，選檢測到AUTORUN的低電平，進入獨立運行方式；然后自動從SPI串行EEPROM中的開始執行TML程序。

　　驅動系統設計

　　電機的驅動主要包括2個環節：電機PWM驅動電路和電流檢測。

　　電機的PWM驅動電路如圖2所示。本電路中，無刷直流電機采用全橋驅動，這樣可以使用電機工作于四象限（正向驅動、制動及反向驅動、制動）。驅動一個無刷直流電機需要6路PWM信號，而MotionChip的每個事件管理模塊（EV）中3個帶可編程死區控制的比較單元可以產生獨立的3對共6路PWM信號。所以在電路中，直接選用事件管理模塊B（EVB）中的比較單元來產生6路所需要的PWM信號，其輸出引腳為PWM7~PWM12，其中 PWM7~PWM9輸出設為驅動MOSFET功率管橋路的上半橋，PWM10~PWM12輸出驅動下半橋。DSP輸出的這兩種3路PWM信號經過IR2102前置放大后分別驅動MOSFET功率管橋路的上半橋（Q1，Q3，Q5）和下半橋（Q2，Q4，Q6）進行電機的驅動。

　　電流檢測

　　電機電流檢測電路可提供重要的反饋信息，將該信息與來自主控DSP的控制信號相結合，可以控制MOSFET或IGBT的柵極驅動芯片并最終調整電機速度。如果要實現過流保護，還必需進行電流監控，不過對于低端應用而言，傳統的過流保護卻顯得過于昂貴。電流采樣的方案是在逆變橋的下橋臂串一0.027Ω采樣電阻如圖3（a），采樣電流范圍為0~6.22A，采樣后的電壓放大倍數為14.63倍，放大電路如圖3（b），并經2.5V電壓抬升輸入DSP，所以輸入DSP的電流模擬電壓量為：

　　UAD=2.5+I×0.027×14.63。

　　MotionChip AD口的模擬量輸入電壓為0~5V，所以電流采樣經量化的值為：