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电机控制中MCU的选择应该如何考虑？（可下载）
大家好，今天我们来聊一聊电机控制中的 MCU 选型如何考虑？不同应用对器件的要求 有很大的区别。目前市场上的控制器/驱动器解决方案各有千秋，包括了针对特定简单应 用的标准控制器/驱动器、以及采用外部缓冲栅极驱动器和功率级的 MCU、DSP 和 FPGA。
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。此外在 32 位处理器，通过提高运算处理速度，也 可以很好地实现空间矢量、磁场定位和 PD 闭环调节的复杂控制。
对于小型 BLDC 冷却风扇等简单的低功耗电机控制应用来说，专用标准电机控制 IC 可 以实现低成本。但对要求苛刻的应用来说，就更适合使用 DSP、MCU 和 FPGA，因为可以增 加其他系统管理功能，例如监测电机参数和状态，以及与主机系统的通信等。
目前，8 位 MCU 主要用于低成本，低性能场合，16 位、32 位 DSP/MCU 则用于中/高性 能场合。其中 DSC 的性价比是比较高的。
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，如实现交流感应电机的空间矢量控制算法、 无传感器的空间定位等，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。 此外因为内核电压及接口电平主要是 3.3V 或者 1.8V，对电机驱动器需要相关电平的驱动 电路支持。
单片机带 DSP 的功能一般运用于比较高端的，速度要求比较快的应用。Microchip 的 16位单片机带有DSP功能，支持定点小数格式数学运算，可以很方便的实现小数乘法。FPGA 有自己的特点，它很灵活，但入门门槛高，单价高。一般用于量不大的领域。
通过上面的介绍，大家应该对 MCU、DSP、FPGA 各自的特点以及适合的应用场合都有了 一些了解了，那么今天主要想跟大家分享在我们电机控制项目中对 MCU 的选取需要考虑那 么东西？
我们拿到一个项目，客户会给我们一个项目需求，这个项目需求中会包括整个项 目要实现的功能，以及完成这个功能要达到的技术指标，那么选型 MCU 就需要根据功能及 其技术指标来考虑。
对于一个电机控制系统来说，其实有一些 MCU 的外设模块是必须用到的，例如 IO 模块、 ADC 模块、PWM 模块、通讯模块、定时器模块、输入捕捉模块。
IO 模块用于一个简单的输入输出功能的实现，可以用于按键及 LED 灯的控制。
ADC 模块用于模拟量的采集，可以用于旋钮调速、电压采集、电流采集、温度采集等 等，在有的电机控制算法中，对模拟量的采集要求并不是很高，所以 ADC 模块的速率要求 就比较低，但是在 FOC 算法控制中，需要对相电流进行采集，整个算法都是围绕着电流进 行的，所以对 ADC 模块的速率就会有要求了，需要高速 ADC，这样才能获取准确的采样位 置的电流结果，算法的计算精度就会更加准确。
PWM 模块用于输出 PWM 波驱动逆变桥，从而驱动电机，对 PWM 模块的要求是要分辨率 足够高，如果要驱动三相电机的话，那么就需要至少产生三路 PWM 信号，如果要做正弦波控制的话，还需要 PWM 模块能够产生互补 PWM 信号及死区设定。一般的电机控制系统中， 都会对系统进行保护，所以最好 PWM 模块提供故障输入功能，用于在发生故障时能够及时 关断 PWM 输出，达到保护系统的目的
通讯模块用于单片机跟外部进行信息传输，比如串口通讯模块，可以支持上位机跟单 片机之间的通讯，像串口程序升级、串口调参等等。在有的系统中，485、CAN 通讯也会被 使用，其目的还是用于单片机跟外界进行数据传输。不同的通讯方式适用场合也不同，有 的需要高速数据传输，因此 SPI、USB 等通讯方式就需要被使用，而有的只是作为一个指 令控制，不需要很高的通讯速率，一般普通的串口通讯就可以实现。
定时器模块用于一些定时任务，如需要一段时间执行什么任务，就可以用定时器模块 来控制时间，有的单片机定时器模块跟 PWM 模块是集成在一起的，所以也有 PWM 波生成的 功能，比如 STM32 单片机就是这样的。
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