Atmel汽车电机控制应用AVR微控制器

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        爱特梅尔公司现已推出面向汽车电机控制应用的 avr 8 位微控制器系列产品。其中首批面市的产品是 ATmega16M1 和 ATmega32M1,用于控制带传感器,及无传感器的无刷直流 (brushless DC, BLDC) 电机。

  随着汽车中的电机数量越来越多,汽车制造商需要尺寸更小、重量更轻,并且扭矩大于有刷电机的电机产品。他们正逐步转用需要更复杂电子器件来精确控制速度和扭矩的无刷直流 电机,这为汽车制造带来了一些新的挑战,其中包括高温问题 ── 某些引擎盖下的应用温度高达 150℃。

  ATmega16M1 和 ATmega32M1 就是针对这一需求而设计的产品,为带有 CAN 和 LIN总线的先进电机控制应用提供了一体化的解决方案。并且,爱特梅尔与为汽车电子网络提供软件工具及组件的领先供应商Vector 密切合作,为客户提供完整的硬件、软件解决方案。

  具有防夹功能的车窗升降电机控制就是这类应用需求的很好例子,还有刹车和转向电动助力、通风、空调及滑门等控制亦属于这类应用。此外还有汽车进气及涡轮增压控制,在这类应用中,电机温度或其控制器的环境温度,都高于标准的 125℃ (典型温度为150℃)。

  ATmega16M1 和ATmega32M1 采用高性能的AVR 8位 RISC 架构,集成了满足复杂算法要求的所有基本外设,包括各种模拟模块,如带有差分放大器和可编程增益选项的10 位 ADC、比较电平可选择的模拟比较器;I/O引脚电平变化中断。这些全新的微控制器产品具备汽车系统环境下控制 BLDC 电机所需的全部资源。

  ATmega16M1 和ATmega32M1具有独立的比较器正负输入端,因而无需外接有源部件即可实现对无传感器电机的控制。这些产品具有 3 个单独的比较器,用于电机的反电动势(Electro Magnetic Field, EMF) 测量;还有一个额外的比较器可用于过流检测,其参考电平 (比较电平) 可以是 DAC 输出或任意外部参考电压。其 12 位多用途同步功率级控制器的时钟频率高达 64MHz,可提供 6 个互补的可编程高速精确信号,来控制电机的 3 个半桥。其最高频率为64kHz,电压分辨率约 1/1000。硬件故障检测模块一旦检测到故障,会立即自动将电机设于安全状态。

  PSC的底层驱动需要约 2KB 闪存和20 字节 SRAM。有传感器BLDC驱动一般需要 2.7KB 闪存和大约 350 字节 SRAM。无传感器BLDC驱动约需 3KB 闪存和200 字节 SRAM。由于集成了硬件功能,实现LIN通讯的代码只需1KB左右。CAN 堆栈的代码大小约 16KB 到 24KB 。此外,爱特梅尔在 2008 年下半年还将针对那些可能需要更多代码的应用推出具有 64KB 闪存的产品。

  ATmega16M1 和 ATmega32M1 具有独特的功能组合,可通过适当的驱动电路和功率组件安全、可靠地控制各种 BLDC 电机。其高效的功率级控制器和集成的模拟功能只产生少量中断,从而减小了代码尺寸,提高了实时性。

  Vector 公司的 CAN 和 LIN 驱动程序

  爱特梅尔微控制器部门汽车电子市场战略总监 Michel Passemard 称:“在汽车电子中使用嵌入式处理器的一项关键要求是 CAN 和 LIN 的通信协议栈必须高效且具备良好的支持。Vector 公司针对 ATmega16/32M1 处理器提供 CAN 和 LIN 驱动程序,为爱特梅尔的产品在汽车电子市场的进一步普及铺平了道路。”

  Vector 已开发出用于爱特梅尔 ATmega16/32M1 微控制器的 CAN 和 LIN 驱动程序。这些驱动程序为所有的汽车 OEM 厂商提供通信软件包的支持。目前已有 CAN 和 LIN 驱动程序及其配置和生成工具。如需要,Vector 可提供给 CAN OEM 厂商专用的通信软件包,包括网络管理、传输协议、诊断和交互层模块;亦可根据需求提供 LIN 通信软件包,它支持主/从配置的所有协议版本,包括传输和/或诊断层软件。

  开发工具

  爱特梅尔的 AVR Studio和 AVR JTAGICE mkII 提供了一个多平台集成开发环境 (IDE)。另外,公司也提供 STK 524和搭配 STK600-TQFP32 入门工具包的 STK600,用于启动项目开发。还可提供 AVRMC320 电机控制器评测工具。
 

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