面向白色家电的32位微控制器MB91480系列

中国家电产品在20世纪80年代或90年代初期经历了一次销售高峰。经过10年左右的时间使用，这些家电已经接近或超过了设计寿命，标志着我国的家电产品正步入更新换代的高峰期。作为家用电器的生产和消费大国，目前电冰箱的社会保有量已经达到1.2亿台，洗衣机1.7亿台，电视机4亿台，电脑1600万台。面对如此巨大的竞争市场，家电企业为了能取得消费者的青睐，高性能低耗电及变频白色家电产品越来越受到推崇。

概要

富士通在32位微控制器「FR Family」的产品阵容中增加了面向高性能白色家电的MB91480系列。该系列是特别针对近年来愈发多功能化，高性能化的白色家电产品而设计开发的，MB91480系列通过超精确的控制实现了省电节能、低噪音的环保功能。

近年来，诸如运用于微波炉上的多重感应温控功能、蒸汽烹调功能；运用于空调上的空气污染管理功能、增加空气湿度功能等等，白色家电产品正凭借着各种传感信息变得越来越丰富多样。此外，人们正不断追求着具有更为精确的温度调节功能的微波炉、电磁炉（IH调理器），噪音更低的空调、洗衣机。为了将这些变成现实，就需要将从各种传感器得来的信息进行实时处理，进行超精确的控制。

MB91480系列是以本公司独创结构RISC CPU为主、面向5V接口的高性能家电的微控制器。为了满足空调、洗衣干燥机、冰箱、IH烹调炉、微波炉等白色家电产品的高功能化的要求，本产品装载有计算处理速度最快达80MHz的32位CPU核心、高性能A/D转换器、32位高速积和专用计算宏。还装载了两个单元的可进行三相PWM控制的多功能定时器，可控制两个电机。

产品阵容



图1所示的是本公司装载5V接口的32位微控制器的变频产品阵容。

到目前为止，富士通开发生产了MB91260、MB91265及MB90470系列产品，MB90470系列的产品还大大提高了CPU处理能力和增强了A/D转换器功能。此次在产品阵容中增加了MB91480系列，此系列以MB91470系列为基础，装载了两个能进行三相PWM控制的多功能定时器单元，能控制两个电机。本产品除了装载闪速存储器的MB91F487之外，还在计划开发MASK ROM版的产品。

MB91F487的特点

采用FR60核心

FR60是采用与FR系列指令兼容的核心，是本公司生产的32位RISC CPU核心。此核心具有高性能和低耗电的特点，最大工作频率可达80MHz（振动源：10MHz，PLL：8递倍）。

装载高速A/D转换器

装载18通道8/10位分辨率的A/D转换器。还能充分满足经常测量模拟数值的用途。而A/D转换器的转换时间最小只要1.2μs。本产品装载了3个这种A/D转换器单元（4通道×2单元/10通道×1单元）。因此可根据各种测量用途区分使用转换器单元。



图像1 外观

A/D转换器的联动功能

所有A/D转换器单元都能与多功能定时器的自由定时器（输出比较功能）联动启动。并能以A/D转换器的转换结束为触发，发送DMA转换数据。这样一来就能通过A/D转换器检测流向电机驱动元件的保护电阻的电流，有效地进行转动元件的位置控制等变频器的控制。

在与自由定时器（输出比较功能）的联动中，不仅通过COMPARE CLEAR一致和零检测点进行启动，还可以从该点进行Delay启动，也可以调节A/D启动点。

装有高速积和演算宏

配合使用积和演算处理硬宏，进一步加快了微控制器的计算速度。进行7个周期（最大80MHz）的32位×32位+72位的积和演算，在管线（Pipeline）处理中进行计算。因此，就像180度正弦波通电方式变频器控制等中的行列计算一样，如果一次性进行大量计算，则效果比较明显。并且，因为可以与CPU的计算处理同时工作，所以在宏计算的过程中，CPU可以进行其他处理。

支持UART/SIO/I2C

装有串行接口

本产品的串行接口可以通过模式设定将1个串行接口单元切换成UART，SIO，I2C使用。MB91F487装有3路此单元。支持通过I2C接口实现的接口类IC控制、通过SIO接口实现的SPI-ROM连接、与其他微控制器的同步串行通信，以及通过UART接口与其他板的通信等。

装有BASE TIMER

BASE TIMER通过模式设定可从16位PWM定时器、16位PPG定时器、16/32位Reload定时器及16/32位PWC定时器中任意选择一个。并且，组合偶数通道和奇数通道就可以用32位模式使用BASE TIMER。MB91F487装有4路此BASE TIMER。可以通过模式切换将1个定时器用于不同的用途，所以能灵活地应对客户应用的需求。

装有2个多功能定时器单元

多功能定时器由以下功能组成。

• 16位升降计数器×3
• 16位输出比较×6
• 16位输入捕获×4
• 8/16位 PPG定时器×3
• 波形发生器×1
• A/D启动比较×3

可进行变频器控制所需的载频波形的生成、基本信号的生成、NON OVER LAP信号的生成、各种信号的控制（波形发生器）。还能产生与用于控制变频器的定时器同步的A/D转换器启动信号、计量输入脉冲宽度等。

装有3个16位升降计数器，可任意选择用于输出比较的计数器。不仅能用于同步使用6个通道的三相电机变频控制，还能够通过每两个通道进行单独的PWM控制，用于多个单相电机控制和多个IH烹调炉控制等。

可以在输出波形上重叠PPG定时器的脉冲波形，所以也可以用相当于120度正弦波通电方式的CPU负担和开发作业量来实现120"150度正弦波通电方式的变频控制。这样一来，即使不采用开发作业量和CPU负担大的180度正弦波通电方式，也可以更顺利地实现变频控制中的功率控制。

本产品装有两个具有这种功能的多功能定时器单元，能用一个芯片轻松地实现两个电机的控制。



图2说明了变频控制因通电方式的不同而不同。



表1是MB91F487的规格。


图3是MB91F479的结构图。