常用电机微控制器之比较

2.3 ADMC331的PWM信号的形成

与传统的单片机查表方法不同，ADMC331的PWM信号的产生是由其内部的灵活可编程的三相PWM 控制器来完成的。通过对PWM单元进行合适的编程并利用 PWM单元中的专用函数，可使其产生满足不的电机调速用逆变器开关触发模式的数字PWM波形。图6为ADMC331三相PWM控制器的功能框图。

输出PWM信号的开关频率、死区时间和最小脉冲宽度均可分别设置，并且允许用高频斩波信号对PWM输出波形进行调制，以便利用变压器进行隔离和驱动。16位精度的三相PWM发生器能产生高达38.5ns的边缘分辨率。

ADMC331 的PWM单元建立在一个独立的三相定时单元基础上，由3个确定的周期寄存器控制，分别控制3对PWM输出。根据应用的具体要求及所需PWM方案来编制 DSP程序6。路PWM信号的极性可根据实际应用中门极驱动电路的结构和逻辑由PWMPOL引脚进行设置，每路PWM信号的输出均可通过独立的使能寄存器 PWMSEG来决定。PWM控制信号计算见本刊网站补充版。

3 性能比较

目前，越来越多的集成电路芯片制造商纷纷致力于电机微控制器的研制与生产，因而扩大了对对类芯片的选择空间。在此仅将上文所列举的三种具有代表性的芯片性能加以比较，如表1所列。

8XC196MC 单片机片内外设丰富。通过对WG的特殊功能寄存器（WG_RELOAD、WG_COM_Px、WG_CON、WG_OUTPUT和WG_PROTECT）进行编程，并利用WG中断就可产生各种PWM信号，驱动各种电机和其它由电力电子器件构成的设备，它把必需的外接芯片和元件降低最低限度。因此，价格与 DSP器件相比便宜得多。在一些控制要求不太高的场合，它是理想的选择。

与典型单片机相比，DSP器件集成度高，CPU速度快，存储容量大。DSP采用改进的哈佛结构，独立的程序空间和数据空间使之允许同时存取程序和数据。内置高速的硬件乘法器，增强的多级流水线，使DSP器件具有高速的数据处理能力。单片机采用冯·诺依曼结构，程序和数据在同一空间，同一时刻只能单独访问指令或数据。ALU只能作加法，乘法需要用软件来实现。对一些复杂的运算如sin、cos等，需采用查表方式，因而需要较多的时间和空间。结构差异使DSP 器件比16位的单片机单指令执行时间快8～10倍，完成1次乘加运算快16～30倍。TMS320C240和ADMC331都具有DSP内核，从而将 DSP的高速运算能力与面向电机的高效控制能力集于一体，应用于交流电机控制系统中均可获得较好的控制效果，因而更具有竞争力，但它们价格较为昂贵。

由于ADMC331比TMS320C240出现得晚，所以ADMC331采用了一些新的技术，使其性能更好。如ADMC331的DSP内核为并行的体系结构，加快了程序执行速度。可在1个处理周期内完成乘加运算；它的PWM发生单元的灵活性和可编程性，使之能够产生多种PWM信号；其内部程序存储器固化了许多电机系统矢量控制所必需的子程序，方便了控制系统的程序设计，大大减少了控制系统的开发时间。 TMS320C240拥有4路捕获单元，捕获单元被用于高速I/O的自动管理，它监视输入引脚上信号的变化，记录输入事件发生时的计数器值，即记录下所发生事件的时刻。该部件的工作由内部定时器同步，不用 CPU干预；而ADMC331没有设计这种捕获单元，这也是造成它的A/D转换速度较慢的重要原因。