超低成本实时微控制器F28E120x MCU，助力家用电器和电动工具实现高端电机控制
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简介
F28E120x MCU搭载 TI 专有的 InstaSPIN™ 磁场定向控制 (FOC) 软件及先进算法，能够实现更平稳、更静音且更高能效的电机性能。有助于改变洗衣机、洗碗机、吸尘器等家用电器和电动工具的性能。助力日常应用实现高精度和高响应的电机控制。
配置的先进功能：
高速无传感器磁场定向控制 (FOC)
高扭矩零速启动
复杂的振动补偿技术
说明：
F28E12x 是 C2000™ 可扩展、超低延迟实时微控制器器件系列中的一款器件，专为提高电机驱动应用的效率而设计。
实时控制子系统基于德州仪器 (TI) 的 32 位 C28x DSP 内核，可针对从片上闪存或 SRAM 运行的定点代码提供 160MHz 的信号处理性能。
F28E12x 支持高达 128KB (64KW) 的闪存。高达 16KB (8KW) 的片上 SRAM 也可用于补充闪存。
高性能模拟块集成在 F28E12x 实时微控制器 (MCU) 中，并与处理单元和 PWM 单元紧密耦合，从而提供出色的实时信号链性能。八个 PWM 通道可控制从 3 相逆变器到功率因数校正的各种功率级，以及其他先进的多级电源拓扑。
各种业界通用的通信端口（如 SPI、SCI、I2C 和 UART）不仅支持连接，还提供了多个引脚复用选项，可实现出色的信号布局。
封装信息
器件信息
功能方框图展示了 CPU 系统及关联的外设
应用参考
电流消耗情况如何？
下面的图显示了器件频率、温度、电源与电流消耗之间关系的典型图示。实际结果因系统实现情况和具体条件而异。
显示了内部电源在不同温度和工作模式下的典型工作电流曲线，数据基于 系统电流消耗 - 内部电源表（30°C 数据在 VNOM 下获取，较高温度数据点在 VMAX 下获取）。
工作电流与频率间的关系
电流与温度间的关系 - IDDIO
电流与温度间的关系 – IDDA
如何实现复位时序？
XRSn 是器件复位引脚。它用作输入和漏极开路输出。该器件内置上电复位 (POR) 和欠压复位 (BOR) 监控器。在上电期间，监控器电路会将 XRSn 引脚保持为低电平。有关更多详细信息，请参阅电源管理模块 (PMM) 部分。看门狗或 NMI 看门狗复位也会驱动引脚至低电平。外部开漏电路可以驱动该引脚，从而使器件复位生效。
应在 XRSn 和 VDDIO 之间放置一个阻值为 2.2kΩ 至 10kΩ 的电阻。应在 XRSn 和 VSS 之间放置一个电容器进行噪声滤除；电容应为 100nF 或更小。当看门狗复位生效时，这些值允许看门狗在 512 个 OSCCLK 周期内正确地将 XRSn 引脚驱动至 VOL。
复位电路
上电复位时序图
热复位时序图
时钟源介绍
时钟源WROSC是内部 20MHz 至 70MHz 振荡器。
时钟源SYSOSC是内部 4MHz 至 32MHz 振荡器。
时钟源X1 (XTAL)，X1 和 X2 引脚之间连接的外部晶体或谐振器，或连接到 X1 引脚的单端时钟。
复位时，SYSOSC 为 PLL (OSCCLK) 的默认时钟源。
计时系统
系统 PLL
除了内部 0 引脚振荡器外，还支持三种类型的外部时钟源：
单端 3.3V 外部时钟。时钟信号应连接到 X1（如图 6-12 所示），且 XTALCR.SE 位设置为 1。
外部晶体。如图 6-13 所示，晶体应连接在 X1 和 X2 之间，其负载电容器连接至 VSS。
外部谐振器。如图 6-14 所示，谐振器应连接在 X1 和 X2 之间，且其接地端连接至 VSS。
单端 3.3V 外部时钟
外部晶体
外部谐振器
XTAL 振荡器具体是怎样的器件？
XTAL 振荡器中的晶体振荡器是一种嵌入式电振荡器，当与兼容的石英晶体（或陶瓷谐振器）配对使用时，可生成器件所需的系统时钟。
该器件中的电子振荡器是皮尔斯振荡器。它是一个正反馈逆变器电路，需要一个调优电路才能振荡。当这个振荡器与一个兼容的晶体配对时，会形成振荡电路。该振荡电路在晶体的基频处振荡。在该器件上，由于分流电容器 (C0) 和所需的负载电容器 (CL)，振荡器被设计成在并联谐振模式下运行。
电子振荡器方框图
内部集成电路 (I2C)具体介绍
I2C 模块特性：
符合 NXP Semiconductor I2C 总线规范（版本 2.1）：
支持 8 位格式传输
7 位和 10 位寻址模式
常规调用
START 字节模式
支持多个控制器-发送器和目标-接收器
支持多个目标-发送器和控制器-接收器
组合控制器发送/接收和接收/发送模式
数据传输速率从 10kbps 到高达 400Kbps（快速模式）
支持与以下兼容的电压阈值：
SMBus 3.0 及更低版本
PMBus 1.3 及更低版本
一个 16 字节接收 FIFO 和一个 16 字节发送 FIFO
支持两个中断
I2Cx 中断 - 可以配置以下任何条件来生成 I2Cx 中断：
发送就绪
接收就绪
寄存器访问就绪
无确认
仲裁丢失
检测到停止条件
被寻址为目标
I2Cx_FIFO 中断：
发送 FIFO 中断
接收 FIFO 中断
模块启用和禁用能力
自由数据格式模式
I2C 外设模块接口
I2C 时序图
通用异步接收器/发送器 (UART) 具体介绍
UART模块特性：
可编程的波特率发生器，在常规模式（16 分频）下最高可达 10Mbps，在高速模式（8 分频）下最高可达 20Mbps
独立的 16 级深度和 8 位宽发送 (TX) FIFO 和接收 (RX) FIFO 可减少 CPU 中断服务负载
FIFO 长度可编程，包括提供传统双缓冲接口的 1 字节深的操作（非 FIFO 模式）
FIFO 触发级别为 1/16、⅛、3/16、½、5/16、3/8、7/16、½、9/16、5/8、11/16、3/4、13/16、⅞ 和 15/16
标准的异步通讯位：起始位、停止位、奇偶校验位
线中止的产生与检测；
完全可编程的串行接口特性
可包含 5、6、7 或 8 个数据位
偶校验、奇校验、固定校验或无奇偶校验位生成与检测
可产生 1 或 2 个停止位
IrDA 串行 IR (SIR) 编码器和解码器提供：
可编程使用 IrDA SIR 或 UART 输入/输出
支持 IrDA SIR 编码器和解码器功能，半双工时数据传输率最高 115.2Kbps
支持正常 3/16 和低功耗（1.41μs 至 2.23μs）位持续时间
可编程的内部时钟发生器，能够对参考时钟进行 1 至 256 分频，以实现低功耗模式位持续时间
支持 EIA-485（9 位）
提供标准的基于 FIFO 深度的中断以及发送结束 (EOT) 中断
使用直接存储器存取 (DMA) 控制器进行高效传输
相互独立的发送通道和接收通道
接收 FIFO 达到预设触发深度时产生的猝发请求
发送 FIFO 达到预设触发深度时产生的猝发请求
UART 模块方框图
串行外设接口 (SPI) 具体介绍
串行外设接口 (SPI) 是一种高速同步串行输入和输出 (I/O) 端口，其允许以编程的位传输速率将编程长度（1 至 16 位）的串行位流移入和移出器件。SPI 通常用于 MCU 控制器与外部外设或另一控制器之间的通信。典型应用包括外部 I/O 或者通过诸如移位寄存器、显示驱动器和模数转换器 (ADC) 等器件进行外设扩展。SPI 的控制器或外设运行时支持多器件通信。该端口支持 16 级接收和发送 FIFO，以减少 CPU 服务开销。
SPI 模块功能：
SPIPOCI：SPI 外设输出/控制器输入引脚
SPIPICO：SPI 外设输入/控制器输出引脚
SPIPTE：SPI 外设发送使能引脚
SPICLK：SPI 串行时钟引脚
两种工作模式：控制器和外设
波特率：125 个不同的可编程速率。可采用的最大波特率受限于 SPI 引脚上使用的 I/O 缓冲器的最大速度。
数据字长度：1 至 16 数据位
四种时钟方案（由时钟极性和时钟相位的位控制）包含：
无相位延迟的下降沿：SPICLK 高电平有效。SPI 在 SPICLK 信号的下降沿上发送数据，在 SPICLK 信号的上升沿上接收数据。
有相位延迟的下降沿：SPICLK 高电平有效。SPI 在 SPICLK 信号下降沿提前半个周期发送数据，在 SPICLK 信号的下降沿上接收数据。
无相位延迟的上升沿：SPICLK 低电平无效。SPI 在 SPICLK 信号的上升沿上发送数据，在 SPICLK 信号的下降沿上接收数据。
有相位延迟的上升沿：SPICLK 低电平无效。SPI 在 SPICLK 信号上升沿的半个周期之前发送数据，而在 SPICLK 信号的上升沿上接收数据。
同时接收和发送操作（可在软件中禁用发送功能）
发送器和接收器操作通过中断驱动或轮询算法完成
16 级发送/接收 FIFO
DMA 支持
高速模式
延迟的发送控制
3 线 SPI 模式
在带有两个 SPI 模块的器件上实现数字音频接口接收模式的 SPIPTE 反转
SPI CPU 接口
SPI 控制器模式外部时序（时钟相位 = 0）
SPI 控制器模式外部时序（时钟相位 = 1）
串行通信接口 (SCI)具体介绍
SCI 是一种双线制异步串行端口，通常称为 UART。SCI 模块支持 CPU 与其他异步外设之间使用标准非归零码 (NRZ) 格式的数字通信
SCI 发送器和接收器都有一个用于减少服务开销的 16 级深度 FIFO，且具有各自独立的使能位和中断位。两者都能独立进行半双工通信，或同时进行全双工通信。为了指定数据完整性，SCI 检查接收到的数据是否存在中断检测、奇偶校验、超限和组帧错误。比特率通过 16 位波特选择寄存器可编程为不同的速度。
SCI 模块特性：
两个外部引脚：
SCITXD：SCI 发送-输出引脚
SCIRXD：SCI 接收-输入引脚
波特率可编程为 64K 不同速率
数据字格式
1 个开始位
数据字长度可在 1 至 8 位之间编程
可选偶数/奇数/无奇偶校验位
1 个或 2 个停止位
四个错误检测标志：奇偶校验、超限、成帧和中断检测
两种唤醒多处理器模式：空闲线和地址位
半双工或全双工操作
双缓冲接收和发送功能
发送器和接收器操作可通过带有状态标志的中断驱动或轮询算法来完成。
发送器：TXRDY 标志（发送器缓冲寄存器已准备好接收另一个字符）和 TX EMPTY 标志（发送器移位寄存器为空）
接收器：RXRDY 标志（接收器缓冲寄存器已准备好接收另一个字符）、BRKDT 标志（发生了中断条件）和 RX ERROR 标志（监测四个中断条件）
发送器和接收器中断的独立使能位（BRKDT 除外）
NRZ 格式
自动波特检测硬件逻辑
16 级发送和接收 FIFO
SCI 方框图
相关下载
1、 产品手册
Achieving smoother, quieter motor performance with highly integrated real-time control MCUs
2、 产品详情
F28E120SC 数据表、产品信息和支持 | 德州仪器 TI.com.cn
F28E120SB 数据表、产品信息和支持 | 德州仪器 TI.com.cn
3、 基本开发指南
The Essential Guide for Developing With C2000 Real-Time Microcontrollers (Rev. F)
4、 入门指南
Getting Started With C2000™ Real-Time Control Microcontrollers (MCUs) (Rev. C)
5、 开发套件
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