基于PSoC3芯片的无位置传感器BLDC电机控制
在本设计中，重点用到的模块包括：比较器，UDB模块，DAC模块等。
电机反电势过零点的监测
利用CY8C3866AXI-040的片上资源，无刷电机的过零点监测无需借助任何外部芯片。监测的原理前面阐述过，即在PWM 输出信号为OFF时采样非通电相电压，将之与母线电压的一半比较。 此方案中PWM调制模式为对上侧开关管进行PWM调制，对下侧桥臂采取恒通的方式进行驱动。电机为24V，30W的低压无刷电机。
图6为检测反电势过零所配置的片内资源框图：
图6 反电势过零点检测框图
A、B、C代表三相端电压输入。Half Vbus 为半母线电压。 片内的模拟信号选择器（Analog Mux）会根据换相状态动态的切换所要采样的非通电相。片内的比较器具有时钟同步触发的功能。该功能使得比较器可以在时钟信号的上升沿采用输入端信号并作比较操作。该设计中的时钟信号来自于数字模块中的PWM模块的输出。 这样，比较器可以在PWM为高电平的时刻将端电压与半母线电压作比较。比较器的翻转时刻即是反电势过零点。而比较器的输出翻转时，可以触发中断，通知CPU作相应的处理。 此实现方法原理简单，无需外部多路选择器/锁存器/比较器。
另外，片上的比较器还具有滞回比较的功能。即比较器输出器自上而下翻转与自上而下翻转的电压并不完全一致，而是有一个10mV左右的滞回电压。此功能可以避免比较器输出受毛刺影响而被误触发，特别适用于夹带许多噪音的反电势信号过零检测应用。 图7就是实验波形： 黄色波形为一相的端电压波形，绿色部分为比较器输出的方波波形。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/163151.htm
图7 反电势过零点检测实验波形
图8为反电势监测部分的在PSoC Creator IDE中的原理图设计。PSoC Creator 是赛普拉斯半导体为PSoC3 芯片打造的开发环境。 PSoC Creator 提供了原理图开发界面，用户可以将片上的模块以原理图的方式进行互联。
图8 Creator中反电势过零点检测的原理图设计
BLDC的换相状态机
在图1中，三相六状态的无刷直流电机的换相过程通常由查表或者状态机来实现。在通常的MCU平台中，这部分的工作由软件来完成。而在CY8C3866AXI-040片内，换相逻辑切换是由硬件来来完成的。 这都归功于其内部数字系统中的UDB模块。
UDB模块的架构如图9所示：
图9 UDB模块的内部架构
一个UDB模块由2个小型的12C4 的PLD模块，一个时钟和状态控制单元，一个微型数据处理器（Datapath）组成。UDB模块可以动态配置成为计数器，SPI，UART， 查找表，PWM发生器等数字器件。而UDB模块相互之间可以互联成为更为复杂的数字系统。CY8C3866AXI-040片上有24个UDB模块。
图10为无刷电机换相状态的片内实现：
图10 Creator中换相状态控制的原理图设计
PWM_1 为UDB模块配置而成的8 位PWM发生器。Sector_1 为控制寄存器，控制字包含了无刷电机六个状态信息。LUT_1 为一个4*6的状态表。它的输入端为控制字和PWM输出，输出端为6路驱动信号。状态表中的配置如图11所示：
图11 LUT中换相真值表的配置
此表实现的功能就是根据控制字（即电机位置扇区信息），将PWM调制信号按调制模式分配到6个驱动管脚上上。 这个功能减少了CPU的开销。特别地，如改变电机的PWM调制模式，举个例子，将单管PWM模式改为双管PWM模式，那么只要改变这个状态表的配置就可以了。
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