ST推出首款基于Cortex-M3内核的无传感器磁场定向电机控制方案

　　意法半导体(ST)公司近期发布一套完整的基于该公司2007年中期推出的STM32闪存微控制器的三相电机控制开发套件，这套工具包含用户评估这个32位微控制器解决方案以及自行开发无传感器电机控制应用所需的全部硬件和固件。STM32微控制器以性能强大的ARM Cortex-M3为内核，是ST为满足价格敏感的家用电器和工业设备对微控制器的高性能和低能耗的要求而专门开发。

　　ST是市场上第一家提供基于Cortex-M3内核的无传感器的磁场定向电机控制解决方案的厂商。这套工具证明STM32的内核和专用电机控制外设都有充足的处理能力来优化驱动器的性能，最小化系统总体成本。STM微控制器在25毫秒内即可执行一整套无传感器三相无刷永磁同步电机(PMSM)矢量控制算法，大多数应用任务占用CPU资源比率小于30%，为CPU执行其它应用任务(如需要)预留了充足的处理能力。永磁电机同步电机控制解决方案的代码大小少于16千字节。

　　同一硬件平台可以用于永磁同步和交流感应两种电机，最高工作电压48V。该套件提供电路示意图，以最大限度缩短硬件设计时间。这套工具准许用户通过板上彩色液晶显示器和方向控制键实时监控电机运行状态，也可以用板上的按键和调谐器单独调整运行参数。这套开发工具含有Segger J-Link USB供电的JTAG仿真器，闪存编程和实时调试功能允许用户从评估阶段到高级开发阶段全程使用同一硬件和固件平台，这样用户在开发目标系统之前不必再创建一个新平台。开发套件还含有一个调试器和编程器。

　　以成本效益为特色的STM32电机控制功能适用于多种应用领域，包括洗衣机、洗碗泵、冰箱、空调等家电产品和电动汽车、中低档工业驱动器、办公自动化设备、暖通空调(HVAC)的系统作动器和风扇、自动售货机、收款机等工业设备。

　　矢量控制(又称磁场定向)算法被广泛用于高性能驱动器，这项技术的特点是速度控制精确、响应速度快，能够在电机运行的一瞬间优化能效。这套工具还有一个实用的优点：同步电机和异步电机共用同一控制框架，这个特性为要处理各种应用和各类电机的开发团队节省了设计成本。此外，大多数无传感器的驱动算法都是以磁场定向控制方法为基础的，所以这套工具为降低驱动器成本创造了更多的机会。

　　这套简单易用的开发工具让工程师在几分钟内就能运行附在工具内的永磁同步电机。用户通过使用方向控制键和液晶显示器，在电机运行期间重新调整控制功能，用户自己能够熟悉图形显示器上的全部控制功能(例如PID稳压器)。用户最终可以直接从优化的原本用于设计电机控制演示软件的C固件库开始开发自己的电机控制解决方案。C固件库源代码在开发工具附赠的光盘内，但是光盘内没有无传感器的控制算法。如果用户需要，ST将免费提供两类三相无刷电机(传感器式交流感应电机、传感器式和无传感器式永磁同步电机)的无传感器控制算法的目标代码。因为STM32采用工业标准的ARM架构，用户在STM32上开发电机控制解决方案要比在某家企业专有的架构上开发应用节省时间。

　　STM32的性能和能效都非常出色，同时保留了开放式工业标准的ARM架构和开发环境的优点。STM32F103“高性能”系列的时钟频率达到72MHz，处理性能在同一级别的32位微控制器中是最出色的；STM32F101“入门级”系列的时钟频率为36MHz，提供给用户性能大幅提升然而价格不变的16位产品。

　　Cortex-M3内核是为满足存储器和处理器的尺寸对产品成本影响很大的广泛市场和应用领域的低成本需求而专门开发设计的。ST是Cortex-M3内核开发项目的一个主要合作方，现在是第一个推出基于这个内核产品的主要微控制器厂商。ST也是世界上为数不多的几家能够提供从二极管到处理器的全系列电机控制器件的厂商。

　　STM3210B-MCKIT开发工具现已上市，定价为1,129美元，随产品提供一个24V直流永磁同步电机。与开发套件配套使用的交流感应电机需要另行订购。