小华HC32F448系列新品：工业控制应用的最佳选择

一个典型的工业自动化运动控制系统一般由人机交互界面、控制器、驱动器、电机等部件构成。人机交互界面用于与操作员对话并将运动指令下达给控制器，同时监控系统的运动状态；控制器接收操作指令后进行运动轨迹规划，向驱动器发送控制信号；驱动器将控制信号转变为电流和电压信号；执行电机按所设定的力矩、速度、位置等指令信号完成相应的运动。因此，控制器相当于运动控制系统的“大脑”，驱动器相当于“心脏”，电机则充当了“手脚” 的角色。
 
产品介绍
针对入门工业控制应用，小华推出了HC32F448系列新品，如图1，采用ARM Cortex-M4内核，Vcc为1.8 ~ 3.6V，200MHz主频，内置256KB Flash，68KB SRAM，内部集成PLL，3个12-bit 2.5MSPS SAR ADC，2*12-bit DAC，6*U(S)ART、3*SPI、2*I2C、2*CAN等外设，有QFN32/QFN48/LQFP48/LQFP64/LQFP80五种封装。

图1 HC32F448系列产品框图

 
对于熟悉小华HC32F460明星产品的小伙伴们，一定很想知道F448新品相比F460有哪些规格上的迭代，这是必须的，请参考下表：

 
关键规格
电机控制，是工业控制的核心领域。典型的电机控制主要由电流环、速度环、位置环、功率单元，位置和速度检测控制单元，主控和通讯部分等组成。为实现电机控制应用，F448新品在算力、Timer规格、模拟外设等方面做了专门的设计。

1）高性能CPU，配合多主机并发总线架构，实现高算力（250 DMIPS）和高效数据处理能力
2）有3个步进电机驱动专用Timer，一个Timer可以输出4对互补PWM波形，具备硬件死区功能
3）通过TimerA组合，输入正交编码器信号，同时实现时间捕获和计数功能，做到硬件同步时间和计数，满足NT法计数，便于变频器和步进电机的闭环控制
4）丰富模拟外设，3 个12-bit 2.5MSPS ADC Units（支持过采样和多重Buffer功能），2个12-bit DAC（可对外输出），4 个独立电压比较器（CMP）
5）6*U(S)ART，2*CAN，满足多路U(S)ART和CAN的应用
6）高可靠性，宽温度范围（-40~105°C），满足复杂工业环境应用
 
市场应用
HC32F448系列产品除延续F460空调室外机双电机控制市场应用之外，主要面向低压变频器电机控制、步进电机驱动、工业伺服编码器等入门工业控制垂直细分应用。同时，也适用于256KB/128KB Flash配置的这类量大且种类繁多的Mass market。
 
       图2是F448在低压变频器上的应用，是一个380V输入，三相全桥的拓扑结构。
 
 

图2 低压变频器电驱应用

 
图3是F448在工业步进电机驱动的应用，是一个220V输入，四路半桥拓扑结构。

图3 步进电机电驱应用

 
结论
小华HC32F448系列新品是一款高算力、模拟特性丰富、集成电机专有Timer的MCU，是空调室外机双电机控制、低压变频器驱动、步进电机驱动、工业伺服编码器以及通用市场等应用领域微控制器的最佳选择。