- 基于Blackfin BF50x处理器的电机驱动控制系统

　　2.2 电机驱动控制方案

　　通过Blackfin BF50x处理器能在电机控制系统的设计中执行更复杂的算法， 从而确保对系统进行动态控制， 以适应系统行为的实时变化， 并最终获得更平稳的性能和较低的功耗。通过采用无传感的矢量控制可以实现更高的电机控制效率，而利用先进建模技术则可准确地确定电机位置和/或者速度， 以省略掉位置/速度传感器， 进一步降低成本并提高系统可靠性。

　　由于BF50x已经实现了优化的电机控制应用外设的集成， 因此， 用户可以在该系列产品中为其电机控制应用选择内置双SAR 型12 位ADC(BF506F) 来实现更精确的数据转换， 从而提供对电机状态准确建模所需要的精度， 同时也可以更准确地估计电机的位置/速度; 由于BF50x的片上4MB并行闪存存储器可以用于程序存储， 故可省掉片外存储器， 从而降低系统成本， 提高可靠性; 而存储接口的标准特性以及片内CAN控制器则可提供电机控制应用中的通信接口和存储支持。图2所示是基于BF50x处理器的电机驱动硬件解决方案的信号连接图。

　　基于BF50x处理器的电机驱动硬件方案

 

　　图2 基于BF50x处理器的电机驱动硬件方案

　　3 软件设计

　　在电机控制系统的软件开发过程中， 先进的集成开发环境对于快速而方便地完成软件编程和调试是十分重要的。为此， ADI 公司在推出BF50x的同时， 也针对BF50x系列器件新推出了低成本的EZ-KIT Lite*估套件， 包括ADI VisualD-SP++集成开发和调试环境(IDDE)。事实上， 为表1 算术库函数列表了方便基于BF50x实现的电机控制应用， ADI早在2008年 8月就开始与上海交通大学合作推出了基于BF548处理器实现BF50x在电机控制应用上的软硬件仿真设计， 并已成功完成了针对基于BF50x的三相感应电机、无刷直流电机、永磁同步电机控制应用的硬件平台和软件完整解决方案， 也可以向用户提供软硬件设计文档、算法模块及库资源。表1所列为该资源库的函数列表。

　　表1 算术库函数列表

 

　　算术库函数列表

　　该方案所提供的软件模块包括通用ADC驱动程序、霍尔效应接口驱动程序(针对采用传感器的无刷直流电机控制应用)、PWM驱动程序等在内的全部驱动程序以及各种算法模块。许多硬件参考设计都可直接使用该方案的完整软件模块，因而可极大地加快电机控制系统的设计过程， 并大大地降低设计难度和成本。

　　目前， ADI在中国全面上市的最新款超低价高性能仿真器ADZS-ICE-100B就是为使用Blackfin的客户而定制的。该ADZS-ICE-100B仿真器除了价格十分低廉以外， 其诸多的创新功能也为JTAG仿真器带来了性能更高、使用更加便捷的全新体念。

　　4 结束语

　　在为电机控制系统选择DSP平台时， 除了性能和特性外， 选择具有市场优势以及可长期稳定供货的产品， 对于OEM持续的产品开发和今后的升级非常重要， 因为这涉及到研发成果(包括软件及硬件) 的可重用性。本设计选用ADI的Blackfin处理器来进行电机控制设计， 这种方法具有成本低， 开发时间短， 控制精确， 仿真设计平台和软件可选且性能优化等优点， 因而是电机驱动控制系统设计的理想方案。