Atmel电机控制模块化评估套件：开启电机控制新体验

在电机控制领域，开发人员一直追求高效、灵活且成本优化的解决方案。Atmel公司在成功推出MC100和MC200电机控制演示套件后，进一步拓展了电机控制应用的支持，推出了全新的模块化电机控制评估套件概念。下面，我们就来详细了解一下这些套件的特点和优势。

文件下载：ATAVRMC323.pdf

1. 系统架构与套件组成

1.1 整体架构

每个电机应用由两到三块评估板支持，如图1 - 1所示：

• 功率板：为电机提供高电流。
• 处理器板：支持一个AVR微控制器和用户界面。
• 可选接口板：可物理插入功率板和处理器板之间，用于信号调理。

1.2 具体套件

Atmel此次提供了一个低压功率板、三块处理器板以及相关固件，具体如下（图1 - 2）：

• MC300：低压功率板（最大40V）。
• MC301：采用低成本ATtinyx61的处理器板。
• MC303：采用高性能XMEGA™的处理器板。
• MC310：采用ATMega32M1（带CAN接口）的处理器板。未来还会有更多处理器板推出。

1.3 AMCI总线

Atmel电机控制接口总线（AMCI总线，图1 - 3）允许功率板和处理器板之间进行通信，支持多种电机类型，包括无刷直流（BLDC）和无刷交流（BLAC）电机、交流感应电机、开关磁阻电机和步进电机。该总线使用三个8位连接器和一个8/16位连接器，支持多达四个相（U、V、W、X），每个相具有半桥控制以及电压和电流反馈。对于三相电机，空闲的X通道可用于制动功能。此外，该接口还支持霍尔传感器、速度、温度和故障信号，并允许从CPU板控制功率因数校正（PFC）。所有信号都是逻辑信号或经过缩放以达到数字Vcc的模拟信号。这种总线设计使得任何AVR微控制器都能控制电机，是优化系统成本和寻找满足性能要求的低成本解决方案的理想接口。

2. 处理器板特点

2.1 通用架构与特性

如图2 - 1所示，每个处理器板具有相似的架构和特性：

• AVR处理器：处理电机控制应用和其他任务。
• USB接口：通过Atmel电机控制PC软件与主机通信，USB桥由AT90USB1287处理。
• 可选显示和人机界面板接口：可插入ATAVRDB101显示和人机界面板。
• 电位器：为控制器提供模拟速度目标。
• 编程和调试连接器：方便开发和调试。
• 四个AMCI电机控制总线连接器：实现与功率板的通信。

2.2 不同处理器板的特点

• MC301：支持专门用于电机控制的低成本AVR ATTinyx61系列，还能处理模拟、TWI或SPI速度参考以进行转速控制。
• MC303：支持高性能XMEGA™系列设备，在CPU处理电机控制密集算法时能处理各种功能。图2 - 2展示了带有DB101顶部模块的MC303。
• MC310：支持ATMega32M1，这是一种在汽车和工业设计中提供CAN和LIN通信的经济高效设备。该板还包括多个通信接口的额外连接器，如CAN、LIN和RS232。

3. MC300低压功率接口

MC300功率板（图3 - 1）旨在驱动低压、中功率电机，具有以下规格：

• 电压范围：10至40 VDC。
• 电流：连续负载下可达6安培。 该功率板为处理器板供电，并提供霍尔传感器或反电动势信息的接口，可用于电机的无传感器控制。虽然主要针对BLDC和BLAC电机，但也可与其他电机类型（如步进电机）配合使用。

4. 固件包

模块化硬件方法的灵活性得到了不断增长的软件包的支持。该软件包完全支持带传感器控制的BLDC和BLAC电机，也支持无传感器控制。开发人员可访问Atmel网站（www.atmel.com/motorcontrol）获取应用笔记和代码示例。即使在发布时可能没有特定的微控制器、驱动级和电机类型的组合，但由于电机基本功能的相似性，开发人员可以提取现有代码示例的相关部分，进行修改并在其他实现中重用。

5. 套件可用性与订购代码

为简化订单输入，还提供了完整的评估套件：

• MC320：包括MC310处理器板、MC300功率板和一个小型BLDC电机（图5 - 1）。
• MC321：包括MC301处理器板、MC300功率板和一个小型BLDC电机。
• MC323：包括MC303处理器板、MC300功率板和一个小型BLDC电机。

各套件的订购代码如下：

• ATAVRMC300
• ATAVRMC301
• ATAVRMC303
• ATAVRMC310
• ATAVRMC320（包括MC300、MC310、12V BLDC电机和USB电缆）
• ATAVRMC321（包括MC300、MC301、12V BLDC电机和USB电缆）
• ATAVRMC323（包括MC300、MC303、12V BLDC电机和USB电缆）

此外，ATAVRDB101显示和人机界面附加板也可供选择。同时，还提供了丰富的文档，如AVR430 - MC300硬件用户指南、AVR469 – MC301硬件用户指南等，更多文档可在Atmel网站（www.atmel.com）上获取完整和最新的列表。

Atmel的电机控制模块化评估套件为电机控制开发人员提供了一个灵活、高效且经济的解决方案。无论是对于初学者还是有经验的工程师，这些套件都能帮助他们快速搭建电机控制系统，进行开发和测试。你在电机控制开发中是否遇到过类似的模块化解决方案？它们对你的项目有何帮助呢？