Texas Instruments rozszerza rodzinę C2000 o serię tanich mikrokontrolerów F28E12x do aplikacji napędowych, wymagających precyzyjnego sterowania silnikami w czasie rzeczywistym. Ceny tych układów nie przekraczają 0,50 USD.
Mikrokontrolery F28E12x zostały oparte na 32-bitowym rdzeniu C28x DSP, taktowanym zegarem 160 MHz, co odpowiada wydajności mikrokontrolerów ARM Cortex-M7, pracujących z częstotliwością 320 MHz. Zawierają ponadto jednostkę obliczeń zmiennoprzecinkowych, umożliwiającą dokładniejsze przetwarzanie danych pomiarowych i implementowanie algorytmów sterowania wektorowego. Ich standardowe wyposażenie obejmuje 128 KB pamięci flash z korekcją ECC oraz 16 KB pamięci SRAM z kontrolą parzystości. Podsystem bezpieczeństwa obejmuje mechanizmy dual-zone security i JTAGLOCK do ochrony przed nieautoryzowanym dostępem do wewnętrznych zasobów (pamięć programu, rejestry, interfejsy debugowania) oraz tryb zero-pin boot, pozwalający zabezpieczyć oprogramowanie i dane kalibracyjne przed nieautoryzowanym dostępem. Wbudowany oscylator 32 MHz o dokładności ±1,2% może współpracować z zewnętrznym rezonatorem kwarcowym lub sygnałem zegarowym. Dodatkowe funkcje nadzorujące, takie jak watchdog, Brownout Reset, dual-clock comparator oraz układ wykrywania braku zegara, poprawiają niezawodność systemu przy występowaniu zakłóceń na linii zasilania i błędach taktowania.
Mikrokontrolery F28E12x zawierają wbudowany stabilizator, umożliwiający pracę z pojedynczym napięciem zasilania 3,3 V. Oferują do 27 konfigurowalnych linii GPIO, z których 8 może pracować również z sygnałami analogowymi. Wbudowany kontroler DMA z dwiema niezależnymi szynami, upraszcza transfer danych między blokami peryferyjnymi, a moduł ePIE (Enhanced Peripheral Interrupt Expansion) zapewnia deterministyczne zarządzanie przerwaniami.
Sekcja analogowa obejmuje 12-bitowy przetwornik A/C o szybkości próbkowania 9,4 MSps, obsługujący do 17 kanałów wejściowych, 3 bloki PPB (Post-Processing) do kompensacji offsetu i filtrowania wyników pomiarów w czasie rzeczywistym, 3 komparatory okienkowe z 10-bitowymi przetwornikami C/A, cyfrowe filtry przeciwzakłóceniowe oraz wzmacniacz programowalny, eliminujący konieczność stosowania zewnętrznych wzmacniaczy operacyjnych.
Sekcja sterowania obejmuje dwa moduły MCPWM (łącznie 8 kanałów PWM), jeden moduł eCAP (Enhanced Capture) oraz enkoder eQEP (Enhanced Quadrature Encoder Pulse) z obsługą trybów CW/CCW. Synchronizacja pomiędzy PWM i przetwornikami ADC umożliwia próbkowanie prądu i napięcia dokładnie w chwilach przełączeń tranzystorów, co ogranicza zniekształcenia i poprawia dynamikę sterowania. Pozwala to na realizację algorytmów sterowania FOC o częstotliwości pracy do 2 kHz (120 tys. rpm), a także kompensowanie drgań silnika metodami programowymi.
Mikrokontrolery F28E12x są produkowane w obudowach LQFP-48, LQFP-32 i VQFN-32. Nadają się do pracy w temperaturze otoczenia od -40 do +125°C. Wersje o mniejszej liczbie pinów są polecane do zastosowań w wentylatorach, systemach HVAC czy pralkach, gdzie wymagane jest płynne sterowanie momentem i prędkością obrotową, bez współpracy z czujnikami położenia.
Mikrokontrolery F28E12x integrują funkcje pomiarowe, przetwarzania sygnałów i sterowania na pojedynczym chipie. Brak potrzeby koordynacji wielu układów zewnętrznych zmniejsza opóźnienia i jitter, a deterministyczne działanie pętli sterowania, zapewnia stabilność pracy napędów przy zmiennym obciążeniu i fluktuacjach napięcia zasilającego. Pozwala to na tworzenie sterowników energooszczędnych, zapewniających mały poziom hałasu silnika i dużą niezawodność, bez zwiększania kosztów materiałowych i złożoności układu.
Więcej na: www.ti.com
