高级16位数字信号控制器dsPIC33F的主要特性及应用电路

Microchip公司的dsPIC33F系列是高级16位数字信号控制器（DSC），采用改进的哈佛架构，高达40 MIPS，16位数据通路，24位指令，工作电压3.0-3.6V，主要用在各种马达控制如无刷DC马达，相单状语从句：三相马达与开关磁阻电动机。此外也可用在UPS，逆变器，开关电源，功率因素修正以及服务器，设备通信状语从句：其它工业设备的电源管理模块。本文介绍了dsPIC33F主要特性，外形图以及Cerebot MC7马达控制板主要特性，外形图和电路图。

dsPIC33FJXXXMCX06A / X08A / X10A系列器件支持多种电机控制应用，例如无刷直流电机，单相和三相感应电机以及开关磁阻电机。dsPIC33F电机控制产品也非常适合不间断电源（UPS），逆变器，开关模式电源，功率因数校正，还适用于控制服务器，电信设备和其他工业设备中的电源管理模块。

dsPIC33F主要特性：

工作范围：

•最高40 MIPS操作（@ 3.0-3.6V）：

-工业温度范围（-40℃至+ 85℃）

-扩展温度范围（-40℃至+ 125℃）

•最高20 MIPS操作（@ 3.0-3.6V）：

-高温范围（-40℃至+ 150℃）

高性能DSC CPU：

•改进的哈佛体系结构

•C编译器优化的指令集

•16位宽的数据路径

•24位宽的指令

•线性程序存储器的寻址量为4M指令字

•线性数据存储器的寻址量为64 KB

•83基本指令：大部分为1字/ 1个周期

•两个40位累加器：

-具有舍入和饱和选项

•灵活而强大的寻址模式：

-间接，模和位反转

•软件堆栈

•16 x 16小数/整数乘法运算

• 32/16和16/16除法运算

•单周期乘法和累加：

-用于DSP操作的累加器回写

-双数据获取

•最多±16位移位，最多可存储40位数据

直接内存访问（DMA）：

•8通道硬件DMA

•2 KB双端口DMA缓冲区（DMA RAM） ）来存储通过DMA传输的数据：

-允许在CPU执行代码时在RAM和外设之间进行数据传输（无周期盗用）

•大多数外设都支持DMA

中断控制器：

•5个周期的延迟时间

•多达67个可用中断源

•多达五个外部中断

•七个可编程优先级

•五个处理器异常

数字I / O：

•多达85个可编程数字I / O引脚

•唤醒/中断平变化多达24个引脚

•输出引脚可以从3.0V至3.6V驱动

•最多与5V耐压引脚开路漏极配置5.5V输出与外部上拉

•4毫安水槽

片上闪存和SRAM上的所有I / O引脚上：

•闪存程序存储器，最大256 KB

•数据SRAM，最大30 KB（包括2 KB的DMA RAM）

系统管理：

•灵活的时钟选项：

-外部，晶体，谐振器，内部RC-

完全集成的PLL-

抖动极低的PLL

•上电定时器

•振荡器起振定时器/稳定器

•带有自己的RC振荡器的看门狗定时器

•故障安全时钟监视器（FSCM）

•由多个源复位

电源管理：

•片上2.5V稳压器

•实时在时钟源之间切换

•具有快速唤醒

定时器/捕捉/比较/ PWM的空闲，睡眠和打ze模式：

•定时器/计数器，最多9个16位计时器：

-可以配对以构成四个32位计时器

-1个计时器与外部32.768 kHz振荡器一起作为实时时钟（RTC）运行

-可编程预分频器

•输入捕捉（最多八个通道）：

-向上，向下或向上捕捉两侧

-16位捕获输入功能

-每次捕获具有4个深度的FIFO

•输出比较（最多8个通道）：

-单或双16位比较模式

-16位无毛刺PWM模式

通信模块：

•3线SPI（最多两个模块）：

-帧支持简单编解码器的I / O接口

-支持8位和16位数据

-支持所有串行时钟格式和采样模式

•I2C™（最大2个模块）：

-完全支持多主站从模式

-7位和10位寻址

-总线冲突检测和仲裁

-集成信号调理

-从地址屏蔽

•UART（最多2个模块）：

-地址位检测中断

-UART错误中断

-从睡眠模式唤醒启动位

-4个字符的TX和RX FIFO缓冲器

-支持LIN / J2602-

硬件中的IrDA®编码和解码

-高速波特率模式

-带有CTS和RTS的硬件流控制

•增强的CAN（ECAN™技术）2.0B有效（最多2个模块）：

-最多8个发送缓冲区和最多32个接收缓冲区

-16个接收滤波器和三个掩码

-用于诊断和总线监视的环回，仅侦听和全部侦听模式-CAN消息

唤醒

-远程传输请求的自动处理

-使用DMA的FIFO模式

-DeviceNet™寻址支持

电机控制外设：

•电机控制PWM（最大八个通道）：

-四个占空比发生器

-独立或互补模式

-可编程死区时间和输出极性

-边缘对齐或中心对齐

-手动输出超驰控制

-最多两个故障输入-ADC转换

触发器 -16位分辨率（@ 40 MIPS）的PWM频率对于边缘对齐模式= 1220 Hz，对于中心对齐模式610 Hz- 11的PWM频率位分辨率（@ 40 MIPS）= 39.1 kHz（边缘对齐模式），19.55 kHz（中心对齐模式） •正交编码器接口（QEI）模块： -A相，B相和索引脉冲输入 -16位向上/向下位置计数器 -计数方向状态 -位置测量（x2和x4）模式 -输入上的可编程数字噪声滤波器 -交替的16位定时器/计数器模式 -位置计数器翻转/下溢中断

模数转换器（ADC）：

•设备中最多两个ADC模块

•10位，1.1 Msps或12位，500 Ksps转换：

-两个，四个或八个同时采样

-多达32个输入通道自动扫描

-转换启动可以手动进行，也可以与四个触发源之一同步

-在休眠模式下可以转换

-±1 LSb最大积分非线性

-±1 LSb最大差分非线性

CMOS闪存技术：

•低功耗，高速闪存技术

•完全静态设计

•3.3V（±10％）工作电压

•工业和扩展温度

•低功耗

包装：

•100针TQFP（14x14x1 mm和12x12x1 mm）

•80针TQFP（12x12x1 mm）

•64针TQFP（10x10x1 mm）

•64针QFN（9x9x0.9 mm）

图1。dsPIC33F系列机箱图Ceerbot

MC7马达控制板

Cerebot MC7板是基于Microchip dsPIC 16位数字信号控制器的单片机开发板。

Cerebot MC7主要用于用作机电设备（例如DC电动机）的控制器。所用的微控制器dsPIC33FJ128MC706A是针对电机控制应用进行了优化的dsPIC系列产品的成员。

Cerebot MC7提供了四个半桥电路，这些电路的额定电压为24V，最大电流为5A。这些半桥电路中的每一个都连接到dsPIC A / D转换器，以测量电压和电流以进行闭环反馈控制。这些半桥可用于控制两台有刷直流电机，两台双极步进电机，一台无刷直流电机，一台单极步进电机。此外，该板还可用于实现开关DCDC转换器的控制器。

Cerebot MC7可与MicrochipMPLAB®开发环境配合使用，并在MPLAB®IDE中提供内置的编程和调试支持。

Cerebot MC7马达控制板的主要特性：

dsPIC33FJ128MC706A微控制器

four四个带电流和电压反馈并提供过流中断功能的24V / 5A半桥电路

电源电压高达24V 5

5V / 4A开关电源

in集成的编程/调试电路

one一个CAN网络接口

Digi用于Digilent外围模块板的

三个Pmod连接器

eight八个RC伺服连接器two两个I2C菊花链连接器

256KbitI2C EEPROM

two按钮和四个LED小号

ESD保护和短路保护的所有I / O引脚。

图2。CerebotMC7马达控制板外形图

图3。CerebotMC7马达控制板布局

图4.Cerebot MC7控制板马达电路图（1）

图5。CerebotMC7马达控制板电路图（2）

图6。CerebotMC7马达控制板电路图（3）

图7。CerebotMC7马达控制板电路图（4）

图8。CerebotMC7马达控制板电路图（5）

图9。CerebotMC7马达控制板电路图（6）

图10。CerebotMC7马达控制板电路图（7）

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