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  [组图]C8051F850:BLDC马达参考设计           ★★★ 【字体:
C8051F850:BLDC马达参考设计
作者:61ic    文章来源:Internet    点击数:    更新时间:2014-8-13    
Silabs公司的C8051F85x/6x是嵌入高效增强性8051流水线架构CPU核的MCU,25MHzs时钟和高达25MIPS吞吐量,采用标准的8051指令集,闪存高达8kB,多达512B RAM。具有多达12路输入ADC,2个模拟比较器和片上调试,通信接口包括UART、SPI和I2C/SMBus,工作电压2.2V~3.6V,主要用在无刷DC马车驱动、FTTH和FTTH网络、传感器接口以及照明系统、机顶盒和投映仪。

C8051F85x/6x MCU适合于低内存、低引脚数的应用。这些MCU具有高效,增强型8051流水线架构CPU核,在1~2个系统时钟循环中,可执行70%的指令。C8051F85x/6x系列通过集成先进的模拟、数字、通信外设,以及精密振荡器,其功能密度达到了一个新的水平,并具有成本效益的QFN20(3mm×3mm),QSOP24和SOIC16封装。其MCU架构还采用了专利的交叉架构,使开发人员可以根据自己的需求选择外设和引脚布局,而不用担心预先设定的限制和引脚冲突,可以使用小引脚封装,简化了PCB布线,较大限度地减少印刷电路板层,并最终缩短设计时间,降低了系统成本,使引脚可较佳使用。这些片上功能,使开发人员能够较大限度地减少外部元件,显著降低了解决方案成本。

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图1 C8051F85x/6x框图
2.tif

图2 三相BLDC马达驱动系统模型图

C8051F85x/6x主要特性

•存储器

-最高8kB闪存

- Flash是在系统可编程的512字节
扇区

-最多512字节RAM(256+256)

•片上调试

-片上调试电路,可提供全速,非侵入式的在系统调试(无需仿真器)

-具有断点,单步,观察/修改存储器和寄存器

• 12位模拟-数字转换器

-最多16个输入通道

-最大200ksps 12位模式或800ksps 10位模式

-支持内部VREF或外部VREF

•内部低功耗振荡器

-校准至24.5MHz

-低电源电流

-±2%的精度(电源和温度)

•内部低频振荡器

- 80kHz的额定运行

-低电源电流

-独立的时钟源看门狗定时器

• 2个模拟比较器

-可编程迟滞和响应时间

-可配置为中断或复位源

-低电流

•通用的I/O

-最多18个引脚

- 5V容限

-交叉开关功能

•高速CIP-51微控制器内核

-高效,流水线指令结构

-高达25MIPS的吞吐量与25MHz时钟

-使用标准8051指令集

-扩展的中断处理程序

•通信外设

- UART

- I2C/SMBus

- SPI

•定时器/计数器和PWM

- 4个通用16位定时器/计数器

-16位可编程计数器阵列(PCA),三个通道的PWM,捕获/比较或频

率输出能力,以及硬件毁掉/安全状态的能力

•其他支持外设

- LFO独立看门狗定时器的时钟

- 16位CRC引擎

•唯一标识符

- 32位唯一键(为每个器件)

•电源电压

- 2.2V~3.6V

•封装选项

- 16引脚SOIC

- 20引脚QFN封装,3mm×3mm

- 24引脚QSOP

-可有裸片形式

-符合AEC-Q100标准

•温度范围:

-- 40℃~+125℃(-IX)和- 40℃~85℃

(-GX)

C8051F85x/6x 应用

•无刷直流电机 

•电动工具 

•小家电 

•电池充电器 

•光收发模块(光纤到户) 

• FTTH(光纤到户)网络 

•传感器接口 

•照明系统 

•电机控制 

•机顶盒 

•步进电机 

•投影机

C8051F850 BLDC马达参考设计

Silicon Labs,C8051F850无传感器无刷直流(BLDC)电机控制参考设计,是一个完备的电机控制解决方案,并具有产品质量硬件和软件,可用于快速评估和成本效益的应用。本参考设计提供了一个完整的系统级解决方案,适于无传感器无刷直流电机,并为开发人员使用C8051F85x/6x系列产品,以及低成本BLDC电机控制解决方案提供了手段。

C8051F85x/6x系列是理想的微控制器,适用于参考设计。它具有12位模拟数字转换器,1个精确的内部参考电压,2个模拟比较器与可编程迟滞和响应时间,以及3个独立配置的增强分辨率的PWM通道和内置的硬件毁掉能力。

其电机控制源代码,可以加快设计时间。此外,其电机控制图形用户界面(Silicon Labs微调)可以进行实时控制和监控电机,同时也为用户提供了控制和了解BLDC电机运行的灵活性。其工具、开发包、软件库和相关的环境,是无传感器BLDC电机控制参考设计强有力的价值支撑。该参考设计可以使电机在5分钟之内旋转。

C8051F850的BLDC参考设计工具包,该设计套件提供了无传感器,无刷直流(BLDC)电机的,完整系统级解决方案。本应用包括了完整的原理图、PCB布局和固件。

马达参考设计主要特性

此工具包支持符合下列规格的3相BLDC电机:

•梯形反电动势

•最大工作电压10V~24V DC 

• 24kHz的PWM频率

• 10A的最大平均电流

•最大速度不超过200000转(2极无刷直流电机)

•平均电流超过10A时,过电流检测功能使电机停止

•遇到电机堵转检测或极端负载的时候,电机堵转检测功能停止电机。

•转速频率发生器(FG)输出信号

该工具包旨在展示C8051F850的BLDC电机的运营能力。通过此MCU的BLDC电机运行所提供的特点是:

•比较器PWM同步消隐,用于反电动 势过零检测

•自动减少PWM占空比,以限制启动时的电机电流

• HYPERDRIVE模式,增加了一些电机的最大速度
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图3 C8051F850 BLDC马达参考设计框图

该套件包括以下内容:

• 1个MCU板:MCRD-MCU-C8051F850与电机控制固件(预编程到MC)

• 1个动力系统板:MCRD-PWR-NLV-F85X

• 1个BLDC电机:Turnigy 450系列3800kV,无刷马达直升机

• 1台电机安装板

• 1个8位MCU工具包CD

• 1个12V,5A通用输入电源适配器
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