基于PSoC3芯片的無位置傳感器BLDC電機控制

基于式（8）， 采樣端電壓可以推算出Ec的過零點。而種算法又有如下的細分算法：
1） 直接應用式（8），同時用ADC去采樣三相電壓。
2）在PWM 輸出信號為OFF時采樣非通電相電壓，將之與零電壓比較。

因為在此時，由式（8）得到：

忽略二極管和功率管的保護壓降，Vc的過零點就是Ec的過零點。
3）在PWM 輸出信號為OFF時采樣非通電相電壓，將之與母線電壓的一半比較。

在此時，

由式（8）得到：

所以，忽略二極管和功率管的保護壓降， Ec的過零點就是Vc與母線電壓一半比較翻轉(zhuǎn)的點。

綜合上述算法，1）的算法簡單明了，但對ADC模塊的要求較高，要求同時采多路電壓。并且需要ADC的采樣與PWM同步以消除PWM斬波所帶來的噪聲。2）的算法在低速時比較有優(yōu)勢，因為低速時反電勢信號比較弱，這種算法的采樣區(qū)域恰為非通電相端電壓過零區(qū)域，無需對端電壓信號做縮小處理。但當PWM 的占空比比較高時，由于可供采樣的時間點太短，容易造成采樣失敗，所以不太適合全速全載運行的情形。 而3）種算法則具有較寬的調(diào)速范圍。 本文的實現(xiàn)方法就是采用了第三種方法，在PWM為ON的時候去比較非通電相電壓與半母線電壓。

PSoC3 芯片介紹
PSoC 是世界獨一無二的可編程嵌入式片上系統(tǒng)。它是在一片芯片上集成了可編程模擬和數(shù)字外設(shè)功能、內(nèi)存和一個微控制器。賽普拉斯的可擴展PSoC 平臺可根據(jù)設(shè)計需要進行調(diào)整，因此不必頻繁地更改設(shè)計來適應不同的微控制器體系架構(gòu)。
PSoC1是第一代PSoC芯片，它的特點是借助經(jīng)過成本優(yōu)化的8位M8C CPU子系統(tǒng)，獲得優(yōu)異性能、可編程性和靈活性。易用的設(shè)計軟件無需編寫很多代碼或根本不需要編寫代碼，從而縮短了創(chuàng)建嵌入式解決方案的時間。
PSoC3在PSoC1的基礎(chǔ)上，賽普拉斯新推出地一款新架構(gòu)，高集成化芯片。它增加了新設(shè)計的高精度、可編程模擬模塊，單循環(huán)、通道式8位8051內(nèi)核和可配置的高性能數(shù)字系統(tǒng)。由于具有一個高性能8位8051RISC內(nèi)核（提供高達67MHz和33MIPS），PSoC3體系架構(gòu)可以比標準8051運行速度快10倍之多。同時，片內(nèi)還配置了直接內(nèi)存訪問接口（DMA），加速了數(shù)據(jù)在片內(nèi)不同外設(shè)/內(nèi)存之間的傳輸，減少了CPU的開銷。
CY8C3866AXI-040 是PSoC3 芯片家族中的一員，它的系統(tǒng)架構(gòu)如圖5所示：

圖5 CY8C3866AXI-040的系統(tǒng)架構(gòu)
圖的左邊部分為系統(tǒng)資源，包括CPU，DMA, 中斷控制器，內(nèi)存，電源管理器，內(nèi)置的I2C/USB等通訊模塊以及調(diào)試接口。中間部分為片上數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)。數(shù)字系統(tǒng)包括24個可編程的通用數(shù)字模塊（UDB）和固化的計數(shù)器，PWM發(fā)生器等。而模擬系統(tǒng)包括ADC模塊，DAC模塊，比較器，運算放大器以及通用的可編程模擬模塊。右邊部分為IO 的端口。IO口可以通過接口連接到任意的數(shù)字/模塊單元上。