Z16FMC™ 系列电机控制开发套件：助力电机控制应用开发

在电机控制应用开发领域，拥有一款高效且功能强大的开发套件至关重要。Zilog 的 Z16FMC™ 系列电机控制开发套件就是这样一款值得关注的产品，下面我们就来详细了解一下它。

文件下载：Z16FMC28200KITG.pdf

一、套件概述

Z16FMC™ 系列电机控制开发套件旨在辅助使用 Zilog 的 64 - LQFP Z16FMC 电机控制 MCU 进行电机控制应用开发。它为基于 Z16FMC 系列微控制器的设计提供了特定应用平台。套件主要包括 MC MDS 模块、三相电机控制应用板、带光隔离器的 USB 智能电缆、三相 24 VDC、30 W、3200 RPM 电机（带插片连接器和内部霍尔传感器）、通用 5 VDC 电源以及电机控制软件和文档 CD - ROM。安装和设置说明可参考《Z16FMC™ 系列电机控制开发套件快速入门指南》（QS0079）。

二、MC MDS 模块

1. 模块简介

MC MDS 模块以 Z16FMC MCU 为核心，它提供了将芯片与运行 Zilog Developer Studio II（ZDS II）集成开发环境（IDE）的外部开发 PC 以及三相电机控制应用板相连接的电路。

2. 模块特性

• 高性能芯片：Z16FMC 设备工作频率为 20 MHz，具备 128 KB 的内部闪存和 4 KB 的内部寄存器 SRAM。
• 时钟元件：配备 20 MHz 陶瓷谐振器 Y1。
• 控制开关：有两个 SPDT 开关 S2 和 S3，分别用于控制电机的旋转方向（DIRECTION）和启停（STOP/RUN）。
• 电位器：一个 5 K 电位器 R7，用于调节电机转速。
• 指示灯：有一个绿色 LED D1（当 3.3 VDC 电源施加到板上时亮起）和三个通用 LED D2、D3 和 D4。
• 通信接口：具备 RS - 232 端口和 6 针 DBG 接口。
• 连接接口：有两个 60 针插头 JP1 和 JP2，其中 JP1 仅用于物理安装，JP2 用于连接 Z16FMC MCU 的 I/O 到三相电机控制应用板。

3. Z16FMC MCU 特性

Z16FMC 系列闪存微控制器基于 Zilog 的先进 ZNEO 16 位 CPU 核心，针对电机控制应用进行了优化，支持单相和多相变速电机的控制，目标应用包括大型家电、小型家电和 HVAC 等。其关键特性如下：

• 核心架构：16 位优化单周期 CISC 核心。
• 存储容量：高达 128 KB 的在线可编程闪存。
• 外设集成：高度集成了数字/模拟外设，如运算放大器、模拟比较器、内部精密振荡器、4 通道 DMA 控制器、12 位 PWM 模块（具有三个互补对或六个独立 PWM 输出）。
• 通信接口：灵活的通信接口，包括带 LIN 和 IrDA 的 9 位 UART、I2C 和 ESPI。
• ADC 功能：12 通道、10 位 ADC，转换时间为 2.1μs。

4. 连接器介绍

• JP2 连接器：60 针插头，用于连接 Z16FMC MCU 的 I/O 到三相电机控制应用板。文档详细列出了每个引脚的信号和功能，例如 ANA0 - ANA7 为 ADC 的模拟输入，PWMH1、PWML1 等为 PWM 输出等。
• JP3 连接器：26 针插头，可访问模拟信号，如 ADC 参考电压 V REF 以及多个模拟输入信号。
• J1 连接器：16 针插头，可访问所有 Port E 信号。

5. 跳线和开关设置

MDS 模块的两个 SPDT 开关和一个 5 K 电位器用于实现特定功能。S2 用于改变三相电机的旋转方向，S3 用于控制电机的启停，R7 用于调节电机的 RPM。

6. 物理尺寸

MC MDS 模块 PCB 的尺寸为 9.5 cm x 9.30 cm，安装在三相电机控制应用板上时，整个开发套件的高度为 4.0 cm。

三、三相电机控制应用板

1. 功能概述

三相电机控制应用板为套件中包含的三相 24 VDC、3200 RPM 电机提供驱动电路。它提供带保险丝的 24 VDC 输入，用于连接外部可调工作台电源以驱动电机，并将电机与 MC MDS 模块上的 Z16FMC MCU 相连接。

2. 应用板特性

• 电机连接：有三个插片式接线端子，分别对应电机的三个相。
• 功率器件：每个电机相配备双功率 MOSFET，同时每个功率 MOSFET 对都关联一个栅极驱动电路。
• 温度监测：具备散热片温度传感器。
• 电源接口：有插片式接线端子用于连接可调 24 VDC 电源，输入电源通过 5 A 保险丝 F1 进行保护。
• 连接接口：有两个 60 针插头 JP1 和 JP2 用于连接 MC MDS 模块，其中 JP1 仅用于物理安装。

3. 物理尺寸

三相电机控制应用板 PCB 的尺寸为 12.44 cm x 12.44 cm，安装 MC MDS 模块后，整个开发套件的高度为 4.31 cm。

四、ZDS II 集成开发环境

Zilog Developer Studio II（ZDS II）是一个完整的独立系统，提供了先进的开发环境。它基于 Windows® XP/Vista - 32/Win 2000 - SP4 用户界面，集成了语言敏感编辑器、项目管理器、C 编译器、汇编器、链接器、库管理器和支持 Z16FMC 系列设备的源级符号调试器。

五、故障排除与开发指南

1. 检查步骤

在联系 Zilog 客户支持提交问题报告之前，应按照《Z16FMC™ 系列电机控制开发套件快速入门指南》（QS0079）中的步骤进行检查，确保套件的设置符合文档要求。

2. 客户支持

若需要更多故障排除解决方案，可参考 ZDS II 在线帮助。同时，可访问 Zilog 网站（www.zilog.com）获取客户和技术支持信息、硬件和软件开发工具，以及最新版本的 ZDS II。若要分享评论、获取技术问题解答或报告产品问题，可访问 Zilog 的技术支持页面（http://support.zilog.com）。

六、电机接线信息

开发套件中包含的 Linix 三相电机提供了三根粗线用于相位连接，以及五根细线用于为内部传感器供电和访问传感器信号。具体接线信息如下：	电线颜色	描述
粗白线	电机 A 相连接
粗蓝线	电机 B 相连接
粗绿线	电机 C 相连接
细红线	传感器电源 VCC (+)
细黑线	传感器电源地 (-)
细白线	传感器信号 SA
细蓝线	传感器信号 SB
细绿线	传感器信号 SC

七、原理图

文档中提供了三相电机控制应用板和 MC MDS 板及模块的原理图，这些原理图对于深入了解电路结构和进行电路设计修改非常有帮助。

Z16FMC™ 系列电机控制开发套件为电机控制应用开发提供了全面的解决方案，无论是对于初学者还是有经验的工程师，都能在其丰富的功能和完善的开发环境中找到开发电机控制应用的便利。你在使用类似开发套件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。