常用電機微控制器之比較

2.3 ADMC331的PWM信號的形成

與傳統(tǒng)的單片機查表方法不同，ADMC331的PWM信號的產(chǎn)生是由其內(nèi)部的靈活可編程的三相PWM 控制器來完成的。通過對PWM單元進行合適的編程并利用 PWM單元中的專用函數(shù)，可使其產(chǎn)生滿足不的電機調速用逆變器開關觸發(fā)模式的數(shù)字PWM波形。圖6為ADMC331三相PWM控制器的功能框圖。

輸出PWM信號的開關頻率、死區(qū)時間和最小脈沖寬度均可分別設置，并且允許用高頻斬波信號對PWM輸出波形進行調制，以便利用變壓器進行隔離和驅動。16位精度的三相PWM發(fā)生器能產(chǎn)生高達38.5ns的邊緣分辨率。

ADMC331 的PWM單元建立在一個獨立的三相定時單元基礎上，由3個確定的周期寄存器控制，分別控制3對PWM輸出。根據(jù)應用的具體要求及所需PWM方案來編制 DSP程序6。路PWM信號的極性可根據(jù)實際應用中門極驅動電路的結構和邏輯由PWMPOL引腳進行設置，每路PWM信號的輸出均可通過獨立的使能寄存器 PWMSEG來決定。PWM控制信號計算見本刊網(wǎng)站補充版。

3 性能比較

目前，越來越多的集成電路芯片制造商紛紛致力于電機微控制器的研制與生產(chǎn)，因而擴大了對對類芯片的選擇空間。在此僅將上文所列舉的三種具有代表性的芯片性能加以比較，如表1所列。

8XC196MC 單片機片內(nèi)外設豐富。通過對WG的特殊功能寄存器（WG_RELOAD、WG_COM_Px、WG_CON、WG_OUTPUT和WG_PROTECT）進行編程，并利用WG中斷就可產(chǎn)生各種PWM信號，驅動各種電機和其它由電力電子器件構成的設備，它把必需的外接芯片和元件降低最低限度。因此，價格與 DSP器件相比便宜得多。在一些控制要求不太高的場合，它是理想的選擇。

與典型單片機相比，DSP器件集成度高，CPU速度快，存儲容量大。DSP采用改進的哈佛結構，獨立的程序空間和數(shù)據(jù)空間使之允許同時存取程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)置高速的硬件乘法器，增強的多級流水線，使DSP器件具有高速的數(shù)據(jù)處理能力。單片機采用馮·諾依曼結構，程序和數(shù)據(jù)在同一空間，同一時刻只能單獨訪問指令或數(shù)據(jù)。ALU只能作加法，乘法需要用軟件來實現(xiàn)。對一些復雜的運算如sin、cos等，需采用查表方式，因而需要較多的時間和空間。結構差異使DSP 器件比16位的單片機單指令執(zhí)行時間快8～10倍，完成1次乘加運算快16～30倍。TMS320C240和ADMC331都具有DSP內(nèi)核，從而將 DSP的高速運算能力與面向電機的高效控制能力集于一體，應用于交流電機控制系統(tǒng)中均可獲得較好的控制效果，因而更具有競爭力，但它們價格較為昂貴。

由于ADMC331比TMS320C240出現(xiàn)得晚，所以ADMC331采用了一些新的技術，使其性能更好。如ADMC331的DSP內(nèi)核為并行的體系結構，加快了程序執(zhí)行速度。可在1個處理周期內(nèi)完成乘加運算；它的PWM發(fā)生單元的靈活性和可編程性，使之能夠產(chǎn)生多種PWM信號；其內(nèi)部程序存儲器固化了許多電機系統(tǒng)矢量控制所必需的子程序，方便了控制系統(tǒng)的程序設計，大大減少了控制系統(tǒng)的開發(fā)時間。 TMS320C240擁有4路捕獲單元，捕獲單元被用于高速I/O的自動管理，它監(jiān)視輸入引腳上信號的變化，記錄輸入事件發(fā)生時的計數(shù)器值，即記錄下所發(fā)生事件的時刻。該部件的工作由內(nèi)部定時器同步，不用 CPU干預；而ADMC331沒有設計這種捕獲單元，這也是造成它的A/D轉換速度較慢的重要原因。