三大电机控制方案之MCU篇：英飞凌 XMC1000

MCU是目前市场主流的电机控制方案，适用于高、中、低端电机控制。通过内部集成的电机控制模块，可简化客户对于电机控制的开发;而相对于DSP较强的控制功能，能更好地实现电机的伺服控制和保护功能。

关于电机控制方案，DSP、MCU和FPGA各有其优特点。DSP因为数据处理能力强、运算速度快，适用于高端复杂的电机系统控制，但它依赖于软件算法的成熟度和稳定性，对开发者的要求比较高。FPGA通过集成逻辑电路及专用电机驱动电路，能够很好地适用于客户化的电机驱动，但在电机控制的通用性方面略有不足。MCU通常侧重于I/O接口的数量和可编程存储器的大小，非常适用于有大量的I/O操作的场合，所以广泛应用在低成本，低功耗和对精度要求不高的系统中。但由于本身处理能力有限，应用的场合受到了比较大的限制。

为了带大家深入地了解市面上主流的电机控制方案，小编将从MCU，DSP，FPGA三个方向入手，盘点各大厂商推出的电机控制方案。本系列主要针对MCU领域，后续将会慢慢完善其它系列，敬请期待!

MCU是目前市场主流的电机控制方案，适用于高、中、低端电机控制。通过内部集成的电机控制模块，可简化客户对于电机控制的开发;而相对于DSP较强的控制功能，能更好地实现电机的伺服控制和保护功能。目前，8位MCU主要用于电机控制的低成本，低性能场合，16位、32位MCU则用于中/高性能场合。

　　英飞凌针XMC1000

英飞凌针对中国市场推出全新XMC1000工业单片机，在电机控制领域拥有很高的性价比。XMC1000将ARM Cortex-M0内核与尖端的65nm制程技术结合在一起，克服了当今8位设计的限制，并使当前的8位用户有机会享受32位性能，而无需在价格或易用性方面付出代价。

　　简介

XMC1000具有最具扩展性的闪存组合，容量从8KB- 200KB不等。XMC1000的三个不同系列涵盖了众多应用领域。XMC1100系列是XMC单片机的入门级选择，该系列器件具有6个12位A/D转换器通道(转换速率高达1.88兆采样/秒)、4个16位定时器(捕获/比较单元4(CCU4))以及宽工作电压范围(1.8V-5.5V)。这些特性使XMC1000可适用于广泛的工业应用领域。X MC1200系列具有面向LED照明和HMI设计的外设，包括一个电容触控和LED显示控制单元，一个BCCU。BCCU可在处理器几乎不介入的情况下，对LED进行无闪烁调光和颜色控制。该系列产品的工作温度范围为-40°C 到105°C。XMC1300系列可满足电机控制或数字电源转换应用的实时控制需求，它集成一个功能强大的捕获/比较单元 CCU8(支持8对互补PWM生成和非对称PWM生成)，集成位置接口单元(POSIF)，支持精确的电机位置检测。XMC1300系列还集成算术协处理器，支持无传感器FOC(磁场定向控制)解决方案，提高电机运行效率。这是其他基于Cortex-M0的单片机产品所没有的。XMC1300系列的工作温度最高可达105°C 。

　　XMC1000家族成员特性表

　　功能框图

XMC1000主要特性：32位ARM Cortex-M0(32MHz)内核，低端领域最具扩展性的闪存组合，容量从8KB- 200KB不等，适用于软件IP保护的AES 128位安全加载器

，专利的LED色彩控制引擎，领先的XMC混合信号和定时器外设，IEC 60730 class B标准兼容，面向触控和LED显示控制的外设，面向高端控制回路(CORDIC / divIDE)的64MHz算术协处理器，温度范围扩展至105°C。

　　单元模块介绍

XMC1000的BCCU-亮度色彩控制单元

　　1 概述

BCCU是亮度色彩控制单元(Brightness and Color Control Unit)，用于控制多至9个不同的LED。

通过12bit的Delta Sigma反变换把亮度控制值转换为比特流。这种结构使得BCCU还可以连接一个外部RC电路作为DAC使用。

XMC1000系列中，XMC1200和XMC1300带有BCCU模块

　　2 特性

1)包括3个独立的Dimming Engine(亮度控制引擎)

2)Dimming Engine支持12位(4096)不同的亮度输出

3)亮度按照指数曲线调节，且步长可调

4)9个独立的输出通道，输出比特流，可以控制9个不同的LED或作为DAC使用

5)通道可连接一个Linear Walker，它的输出时LED的饱和度(Intensity)，支持12位调节

6)通道和Dimming Engine之间可自由连接

7)通道也可连接饱和度调节器和Dimming Engine输出值的乘积

8)每个通道可连接一个Packer，当需要降低开关频率是可用到

9)有两个通道可以连接ADC

　　3 通道结构

每个通道都是相同的结构，其中左侧是通道的输入(包括Dimming Engine和Linear Walker)，右侧BCCU.OUTy是通道的输出，从这个结构框图可以看出BCCU通道的工作分为几步

1)输入的选择和配置

2)输入通过Delta Sigma转换为比特流

3)比特流通过一个可选的Packer，某些LED或其驱动芯片有最短开通