機器人自動控制需要許多不同的應用功能,這都需要更為強大的DSP運算能力。本文將以Microchip的dsPIC33F系列馬達控制器產品為例,說明在機器人自動控制應用方面,DSP所應具備的特色。
Microchip新的dsPIC33F系列馬達控制器產品可提供在機器人自動控制上的許多應用。這一系列產品補足現有的dsPIC30F系列產品,並具有下列專門適用於機器人自動控制應用的特色:
- * 40MIPS DSP性能;
- * 具備4 組的全功能馬達控制PWM模組,可使用互補模式輸出、自動插入dead-time週期和2個異常狀態檢測輸入;
- * 內建定位編碼器介面(QEI)作為動作回饋之測量;
- * 最高可支援兩個高速A/D轉換器並內建8個高速取樣電路;
- * 內建多組捕捉、比較和時計模組;
- * 各種串列式通信週邊介面;
- * 最高可達256Kbytes快閃程式記憶體;
- * 可高達30Kbytes資料記憶體並具有DMA通訊功能提供給選定的內部周邊使用;
- * 64到100pin的腳位選擇。
dsPIC33F是用在諸如機器人自動控制的進階應用上最理想的解決方案。dsPIC33F的DSP性能可讓設計人員在800nsec內執行一個具有飽和及反纏繞控制的完整PID控制迴路。兩個高速的ADC提供高達32條通道來做為偵測器回饋量測。對於數位輸入和輸出上有充分的接腳可接到介面上。而dsPIC33F的通信週邊可廣泛的使用在不同通信協定來與其它系統溝通,CAN、SPI、RS-485和RS-422只是其中一部份。
現有的元件dsPIC30F馬達控制系列提供30 MIPS性能,同時在程式編碼上可與新的dsPIC33F馬達控制系列相容。dsPIC30F系列提供了18pin、28pin和 40pin等低腳位數裝置的元件。當使用這些低腳元件時,會很容易建立起一個獨立的模組系統,並在設計上具有多個遠端獨立的裝置。每一個遠端遙控裝置都有其自己的感測、控制和通信功能。
dsPIC30和dsPIC33F均有免費的MPLAB Integrated Development Environment(IDE)軟體所支援。MPLAB IDE 可與MPLAB In-Circuit Debugger 2(ICD 2)一起使用,以提供完整的原始程式研發、元件燒錄、程式碼除錯與解決方案競爭。
結語
此外,Microchip也提供硬體選擇以供低電壓和高電壓馬達控制軟體發展使用。PICDEM MCLV電路板是一種低成本的研發解決方案,以使用一個24V DC電源供應器來控制一個三相直流無刷馬達(BLDC)。
dsPICDEM MC1馬達控制研發系統是一個雙件式解決方案,其中具有一個單獨的控制電路板和兩個電源模組選項。dsPICDEM-MC1L Three-Phase Low Voltage Power Module可操作一個三相馬達並具有高達48V DC的輸入電壓。而dsPICDEM-MC1H Three-Phase High Voltage Power Module則可操作一個高達230V AC輸入電壓的三相馬達。這兩個電源模組均完全隔離以及故障保護。
---作者為Microchip Technology技術工程師---