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日期：2023-10-07 來源：小華半導體

一個典型的工業(yè)自動化運動控制系統(tǒng)一般由人機交互界面、控制器、驅(qū)動器、電機等部件構(gòu)成。人機交互界面用于與操作員對話并將運動指令下達給控制器，同時監(jiān)控系統(tǒng)的運動狀態(tài)；控制器接收操作指令后進行運動軌跡規(guī)劃，向驅(qū)動器發(fā)送控制信號；驅(qū)動器將控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骱碗妷盒盘?；?zhí)行電機按所設定的力矩、速度、位置等指令信號完成相應的運動。因此，控制器相當于運動控制系統(tǒng)的“大腦”，驅(qū)動器相當于“心臟”，電機則充當了“手腳” 的角色。

產(chǎn)品介紹

針對入門工業(yè)控制應用，小華推出了HC32F448系列新品，如圖1，采用ARMCortex-M4內(nèi)核，Vcc為1.8 ~ 3.6V，200MHz主頻，內(nèi)置256KB Flash，68KB SRAM，內(nèi)部集成PLL，3個12-bit 2.5MSPS SAR ADC，2*12-bit DAC，6*U(S)ART、3*SPI、2*I2C、2*CAN等外設，有QFN32/QFN48/LQFP48/LQFP64/LQFP80五種封裝。

圖1 HC32F448系列產(chǎn)品框圖

對于熟悉小華HC32F460明星產(chǎn)品的小伙伴們，一定很想知道F448新品相比F460有哪些規(guī)格上的迭代，這是必須的，請參考下表：

關(guān)鍵規(guī)格

電機控制，是工業(yè)控制的核心領域。典型的電機控制主要由電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)、功率單元，位置和速度檢測控制單元，主控和通訊部分等組成。為實現(xiàn)電機控制應用，F(xiàn)448新品在算力、Timer規(guī)格、模擬外設等方面做了專門的設計。

1）高性能CPU，配合多主機并發(fā)總線架構(gòu)，實現(xiàn)高算力（250 DMIPS）和高效數(shù)據(jù)處理能力

2）有3個步進電機驅(qū)動專用Timer，一個Timer可以輸出4對互補PWM波形，具備硬件死區(qū)功能

3）通過TimerA組合，輸入正交編碼器信號，同時實現(xiàn)時間捕獲和計數(shù)功能，做到硬件同步時間和計數(shù)，滿足NT法計數(shù)，便于變頻器和步進電機的閉環(huán)控制

4）豐富模擬外設，3 個12-bit2.5MSPS ADC Units（支持過采樣和多重Buffer功能），2個12-bit DAC（可對外輸出），4 個獨立電壓比較器（CMP）

5）6*U(S)ART，2*CAN，滿足多路U(S)ART和CAN的應用

6）高可靠性，寬溫度范圍（-40~105°C），滿足復雜工業(yè)環(huán)境應用

市場應用

HC32F448系列產(chǎn)品除延續(xù)F460空調(diào)室外機雙電機控制市場應用之外，主要面向低壓變頻器電機控制、步進電機驅(qū)動、工業(yè)伺服編碼器等入門工業(yè)控制垂直細分應用。同時，也適用于256KB/128KB Flash配置的這類量大且種類繁多的Mass market。

圖2是F448在低壓變頻器上的應用，是一個380V輸入，三相全橋的拓撲結(jié)構(gòu)。

圖2 低壓變頻器電驅(qū)應用

圖3是F448在工業(yè)步進電機驅(qū)動的應用，是一個220V輸入，四路半橋拓撲結(jié)構(gòu)。

圖3 步進電機電驅(qū)應用

結(jié)論

小華HC32F448系列新品是一款高算力、模擬特性豐富、集成電機專有Timer的MCU，是空調(diào)室外機雙電機控制、低壓變頻器驅(qū)動、步進電機驅(qū)動、工業(yè)伺服編碼器以及通用市場等應用領域微控制器的最佳選擇。