【应用】基于灵动MM32SPIN560C微控制器的低压无刷电机应用方案，最高工作频率可达96MHz，外围电路简单

时间： 2023-07-09 来源：灵动MM32MCU公众号

技术问答

针对低压无刷电机，大联大世平集团推出基于灵动股份MM32SPIN560C 的无刷电机驱动方案。由于MM32SPIN560C内部集成了一部分驱动电路，所以方案外围电路比较简单。该方案适用于多种应用场合，如空气净化器、服务器风机、吊扇、落地扇、电动手工具、吸尘器、无人机电调、小型水泵等。

1.1 硬件设计说明

1.1.1 主控

主控部分，采用的是灵动股份MM32SPIN560C，一款基于高性能Arm Cortex-M0 为内核的32位微控制器。MM32SPIN560C最高工作频率可达 96 MHz，内置高速存储器，具有丰富的 I/O 端口和多种外设，包括：

128KB Flash，8KB SRAM
包含 12 位的 ADC，采样速度高达 3Msps
5 个通用定时器、2 个针对电机控制的 PWM 高级定时器
1 个 I2C 接口、2 个 SPI 接口和 3 个 UART 接口
针对电机应用内置 3 个运放，3 个比较器
内嵌经出厂调校的 48MHz 高速振荡器
内置预驱工作电压 7V ∼ 48V
5V LDO 稳压器，输入电压最高 13.5V
提供 QFN48 封装

MM32SPIN560C 框图如下图所示：

1.1.2 N-MOSFET

电机驱动部分，采用6颗N-MOS 管来做电机的电子换相控制，并选择 Nexperia 的 PXN012-60QL芯片。PXN012-60QL 体积小、功耗低、漏源电压（VDSS）可达到 60V，连续漏电流（Id）可达到 42A，开关频率可达到 30KHz 以上。

1.1.3 电源设计

电源部分，采用了圣邦微 LDO SGM2225电源芯片。其特点如下：

宽电压输入 Vin：3.6V∼ 36V
输出电压可调 Vout：1.8V ∼ 15V
最大输出电流 Iout：800mA
低噪音、低损耗电压
封装小，最小封装大小为 3*3mm
过流/短路保护
过热保护
工作温度范围：-40℃ ∼ 125℃

方案原理图：

PCB Layout：

1.2 软件设计说明

软件部分，采用的是世平HALL FOC 双电阻采样的软件库架构，通过板载电位器使电机旋转，如此一来，整个软件结构清晰易懂。同时，还采用了双环控制（电流环+速度环），详情可见矢量控制框图，如下所示：

1.2.1 SVM

空间矢量脉宽调制（SVM）是FOC的基础，是根据其所在扇区选择非零矢量与零矢量合成而成。SVM有三种类型：五段式、七段式、混合式。七段式开关次数较多，但谐波较小；五段式开关次数是七段式的一半，但谐波较大，代码采用的是七段式。SVM的实现流程大致如下：

1、判断合成矢量所在扇区

2、计算相邻矢量作用时间

3、计算各桥臂导通时间

4、得到各相PWM占空比

5、更新相应寄存器值

1.2.2 Current Sensing

在电流环，选择双电阻采样，通过采样 V 和 W 相的下桥臂电阻上的压降，再用基尔霍夫电流定律计算第三相（U 相）的电流。

1.2.3 HALL 角度补偿插值

在速度环，软件采用霍尔传感器插值补偿角度方法，对电机转子的速度进行估计与控制。

1.2.4 软件架构介绍

世平提供的 FOC 软件结构如下图所示，这套软件具有以下特点：

1、时序清晰

仅使用一个常用中断，减少可能的时序冲突和BUG。

2、便于移植

算法层、驱动层、数学库完全独立，软硬件配置完全剥离，互不干扰。

3、定标统一

统一 Q15 小数定标。

4、函数模块化

逻辑清晰的状态机，简洁明了的状态切换。

5、配置方便

主要参数配置意义明确，可视化。

灵动股份官网附有 MM32SPIN560C 的全套低压无刷电机套件软件支持包

二、场景应用图

三、产品实体图

四、展示板照片

五、方案方块图

六、核心技术优势

1、Arm Cortex-M0 32 位 MCU，主频高达 96 MHz，内置预驱、比较器和放大器，整个驱动电路简单

2、MCU 电源使用 5V，可由 MCU 内部 LDO 转换

3、支持有传感器/无传感器的 BLDC/PMSM 电机

4、支持 1/2 Shunt R 三相电流采样

5、可通过跳线选择不同的电机回授方式，比如：HALL、BEMF、IPD 等

6、支持 DC Bus 电压, 总电流量测

7、使用 MCU 内建比较器作为过电流保护

8、ADC 采样速率高达 3 Mbps

9、支持单电阻 PWM 移相，降低单电阻算法复杂程度

七、方案规格

1、MCU：Arm Cortex-M0 32-bit 内核，主频高达 96MHz

2、MCU 电源使用 5V，可由 MCU 内部 LDO 转换

3、支持 UART 通讯 & LIN 通讯

4、支持 2 种电源输入接口：DC-Jack 和接线端子

5、使用 60V/40A N-MOS 管 * 6

6、支持 2 种 SWD 调试接口

7、支持 2 种调速接口：电位器和外接电压

8、具备 LED 指示灯 & 按键

9、开发板尺寸 : 65 * 75 mm

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国民技术（Nations）MCU、电源管理/安全芯片、无线射频产品选型指南

描述- 国民技术股份有限公司（简称：国民技术）是中国通用MCU、安全芯片领先企业和国家高新技术企业, 具有二十余年商用密码的领先优势。2000年源于国家“909”集成电路专项工程成立，总部位于深圳，在北京、上海、武汉、西安、重庆、香港、新加坡、美国奥斯汀、日本东京等地设有分支机构。

型号- N32G032P6W7,N32WB020,Z32HCD2S系列,N32G435RB,NB201YBF6C,N32G435R8,N32G451系列,N32G452VB,N32G031K6Q7,N32G452VE,BN32G432CB,N32G452VC,N32G401K6L7,N32G030K6L7,N32G020GX,N32WB020系列,BN32G432C8,N32G430K6Q7,N32S032,N32S033系列,N32S033,N32G430G8Q7,Z8系列,N32G455MB,N32G430C8L7,N32G031F8S7,N32L402R8,N32G401系列,N32G031C8L7,N32G401,N32G430F6S7-1,N32G0XX,Z32,N32G455ME,N32G455MC,N32G457QE,N32G430F8S7,N32G032F6S7,N32G451RE,N32M418系列,N32G452系列,N32L40X,N32G451RC,N32G451RB,Z8D16R-2,N32G401F8Q7,N32S032系列,Z32HCD2S,N32L436MB,N32M0XX,N32WB030,NS3300,N32G457QE_EVB,N32G4FRRE,N32G432K8,N32G401K8Q7,N32G031F8U7,EN32G455RC,N32G032F6U7,N32G451CE,EN32G455RB,N32G432KB,N32G430F6Q7,N32G451CC,N32G451CB,EN32G455RE,W25Q128,N32A455系列,N32WB452LE,N32M417系列,N32G030C8L7,N32L436CB,N32G003F5Q7,N32G430系列,N32M418,N32M417,N32A455CE,N32G401K8L7,N32L403KBQ7-1,N32G435,N32M418K8L7,N32G432,N32G430,N32G430K8Q7,N32L436C8,N32L406MB,N32L43X,N32A455,N32G401F8S7-1,N32WB031KEQ6-2,N32WB452,N32G031F6S7,N32G031系列,N32G452CE,Z32HCD2,N32G457MC,N32G032K8L7,N32G452CC,N32G452CB,N32G030K6Q7,N32G430K6L7,N32G457ME,N32A455VE,N32G455VE,N32G003F5S7,N32G003F4Q7,N32G401C6Q7,N32L436R8,BN32G435GB,N32G455VC,N32G455VB,N32G4FRME,N32L433K8,BN32G435G8,N32G457,N32H7XX,N32L4XX系列,N32L43X系列,N32G455,N32L402RB,Z32H330TC,N32G451,N32G452,N32G457QEL7,N32WB030KXQ7,N32G031K8Q7-1,N32L433KB,N32G031F6U7,N32G452QE,N32G452QC,N32S,N32L402CB,N32G003系列,N32G030系列,N32S003系列,NB401系列,N32L436RB,N32L402C8,N32G430F8Q7,N32G430C6Q7,N32L4XX,N32G430F8S7-1,N32G030K6Q7-1,N32G4FR,N32A4XX,N32G432系列,N32G455系列,NB401KBQ6C,N32G4FRKC,N32G003F4S7,NB201,N32G032R8L7,Z8,N32G030F6S7,N32G435K8,N32G031K8L7,N32G401C6L7,N32A47X,Z32HUA系列,EN32G452RE,N32G4FRKE,N32G4XX,N32L403K8,EN32G452RB,NWF580,EN32G452RC,N32G003,N32G435KB,N32G430K8L7,N32G032K6L7,BN32G435CB,N32G457VE,N32G457VC,N32G432RB,N32G401C8Q7,N32G020系列,N32G4FRHE,N32G4FRHC,BN32G435C8,N32G030F6U7,N32A455RE,N32G452ME,N32M4XX,N32G452MC,N32G452MB,NB401,Z32系列,N32G032系列,N32G401G6Q7,N32G455CC,N32G455CB,N32G455CE,N32G020,Z32HUA,N32G430C8Q7,N32G457系列,N32G032P8W7,Z32HUB,N32WB031KCQ6-1,N32G031K8Q7,N32G401F6S7-1,N32G020KX,N32G032K6Q7,N32L403KBQ7,Z8IDA系列,N32G030K8L7,NB201系列,N32G031,N32G032,N32G030C8T7,N32G030,N32G430G6Q7,N32G031K6L7,N32G401C8L7,N32G430C6L7,N32G032C8L7,Z8IDA,N32WB03X,N32H47X,N32G432R8,N32WB452系列,N32WB020GEQI,N32WB030系列,N32S003,N32G430F6S7,N32G031K6Q7-1,N32G032F8S7,Z32HCD2系列,N32G435系列,N32G457RE,N32G457RC,N32G451VC,N32G452RBL7,N32G451VE,N32L406R8,N32G401F6Q7,N32S系列,N32H48X,N32L406RB,N32WB452RE,N32G4FR系列,N32L406C8,N32M417C8L7,N32L406CB,N32WB452CE,N32G401K6Q7,N32A0XX,N32WB03X系列,Z32HM,N32G401G8Q7,N32L436MBL7_EVB,N32L40X系列,Z32HUB系列

选型指南 - 国民技术 - 2024年1月版 - 2024年1月 PDF 中文下载

灵动微电子扎根张江造“芯”，打造本土32位MCU知名品牌

灵动微电子成立于2011年，2016年进军MCU市场，2019年积极向工业、大家电、汽车等领域发力，目前已涵盖消费电子、电机与电源、家电、汽车、计算机与通信、工业控制等应用领域，客户群体包括飞利浦、小米、汇川、海尔、海信、美的等，是中国本土领先的通用32位MCU 产品及解决方案供应商。

原厂动态发布时间 : 2024-09-19

MindMotion（灵动微）MM32系列32位MCU选型指南

描述- 灵动微电子成立于2011年，是中国本土领先的通用32位MCU产品及解决方案供应商。灵动微电子的 MCU 产品以 MM32 为标识，基于 Arm Cortex-M 系列内核，自主研发软硬件和生态系统。

型号- MM32G0163D4PV,MM32L0XX,MM32F0144C6PM,MM32F5230,MM32SPIN580C,MM32G0020,MM32G0140,MM32L073PF,MM32F0133C4Q,MM32SPIN080GN,MM32SPIN560CM,MM32SPIN023C,MM32F0133C4P,MM32F5287L8PV,MM32SPIN533AM,MM32F0162D7P,MM32F0121C6P,MM32F0163D4Q,MM32SPIN0230,MM32SPIN080C,MM32F0141C1T,MM32L062NT,MM32F0020B1N,MM32F0144C1TV,MM32F5330,MM32G0001,MM32G0120,MM32F0144C1TM,MM32F0163D7P,MM32SPIN030CN,MM32G0121C1TV,MM32F0010A1TV,MM32SPIN07PF,MM32SPIN05PFOP,MM32SPIN0230B1TV,MM32SPIN37PSD,MM32G0001A6T,MM32F3270,MM32F0121C4P,MM32F0121C4Q,MM32F5277E9PV,MM32F5287L9PV,MM32F0163D6P,MM32F5333D6PV,MM32SPIN0280DAPV,MM32F0121C4N,MM32SPIN080G,MM32SPIN560,MM32F0144C4PM,MM32F0144C4PV,MM32F5280,MM32SPIN06NT,MM32F0140,MM32SPIN560C,MM32F0020,MM32G5333D6QV,MM32F0162D4Q,MM32F0050C1TV,MM32F0273D6P,MM32SPIN0230B3NV,MM32SPIN06PF,MM32G0144C4QV,MM32SPIN0280,MM32L052NT,MM32F5270,MM32F0144C4P,MM32F5277E8PV,MM32F031C6T6,MM32F0130,MM32F0010,MM32F0020B1TV,MM32F5333D7PV,MM32G0144C4PV,MM32SPIN080CN,MM32F0144C4Q,MM32SPIN060G,MM32L0136C7P,MM32F0133C7P,MM32SPIN05NW,MM32F5331D3NV,MM32F0040B1T,MM32SPIN05NT,MM32G0001A6T1V,MM32SPIN06PT,MM32F0120,MM32F0162D6P,MM32F5331D3NM,MM32F003NW,MM32G0160,MM32SPIN27NF,MM32F0163D4QM,MM32SPIN05PF,MM32F031,MM32F3273G6P,MM32F0163D4QV,MM32L0136B6P,MM32G0001A1TV,MM32F0133C6P,MM32SPIN0280D7PV,MM32F5277E7PV,MM32F0144C6P,MM32SPIN222C,MM32F0144C6PV,MM32F0010A6T,MM32G0001A1T,MM32F3273G7P,MM32L0130,MM32G0001A1N,MM32SPIN05PT,MM32G0121C4PV,MM32F0010A1T,MM32F5233D7PV,MM32SPIN27PF,MM32F0010A1N,MM32G5330,MM32SPINEBK,MM32SPIN07,MM32F3273G8P,MM32SPIN160C,MM32SPIN06,MM32F0040B1N,MM32SPIN0230B1NV,MM32L0136C6P,MM32SPIN05,MM32L0020,MM32F0050,MM32SPIN0280D6PV,MM32SPIN533,MM32F031K6U6,MM32F3273G9P,MM32F0163D6PM,MM32SPIN040C,MM32G0020B1T,MM32F0163D6PV,MM32F003,MM32SPIN37,MM32G0020B1N,MM32F0273D8P,MM32F0160,MM32L0136C3T,MM32F0040,MM32G0001A1NV,MM32SPIN0280D6QV,MM32F0144C1T,MM32F103CBT6,MM32F5233D6PV,MM32F0144C4QM,MM32F3273E6P,MM32SPIN27PQ,MM32SPIN27PS,MM32SPIN27PT,MM32L0136C4N,MM32SPIN27,MM32F0020B1NV,MM32F0270,MM32G0121C4QV,MM32F031F6U6,MM32F0273D7P,MM32F003TW,MM32G0144C1TV,MM32F3273E7P,MM32F0141B1T,MM32G0163D6PV,MM32F0163D7PM,MM32SPIN030C,MM32F0163D7PV,MM32F0131C7P,MM32F103,MM32SPIN05TW,MM32F031Y6Y6,MM32F0141C4P,MM32F0141C4Q,MM32F0141C4N,MM32F031K6T6,MM32F0010A1NV,MM32F0131C6P,MM32SPIN422C,MM32F0020B1T,MM32SPIN0280D4PV,MM32L0020B1T,MM32F103RBT6,MM32L0020B1N,MM32F031F6P6,MM32F0121C1N,MM32F0050C1NV,MM32F5333D4QM,MM32G0001A6TV,MM32SPIN360C,MM32,MM32F5333D4QV,MM32F0141C6P,MM32F0141B4P,MM32F0131C4P,MM32F0131C4Q,MM32SPIN0230B3TV,MM32SPIN533A,MM32SPIN033A,MM32F5287L7PV,MM32F5233D4QV

选型指南 - MINDMOTION - 2024/5/30 PDF 中文下载

沁恒（WCH）通讯接口芯片和全栈MCU选型指南

描述- 南京沁恒微电子股份有限公司专注于连接技术和微处理器内核研究,是一家基于自研专业接口IP、微处理器内核IP构建芯片的集成电路设计企业。公司致力于为客户提供万物互联、上下互通的芯片及解决方案，主要产品包括USB/蓝牙/以太网接口芯片和连接型/互联型/无线型MCU，产品侧重于连接联网和控制。

型号- CH24X,CH233P,CH36X,CH32X035F8U6,CH32X035G8R6,CH32V103C6T6,CH32F205RBT6,CH370,CH372,CH251,CH343G,CH374,CH132,CH253,CH252,CH376,CH343K,CH375,CH254,CH32V006F8P6,CH378,CH377,CH440G,CH32X035,CH25X,CH32V208WBU6,CH583M,CH341T,CH32V003J4M6,CH32F103C6T6,CH233A,CH342F,CH382,CH32V006E8R6,CH384,CH342K,CH233K,CH37X,CH9374B,CH237,CH236,CH58X,CH32F103C8U6,CH340K,CH231K,CH22X,CH238,CH34X,CH340N,CH582M,CH340T,NET-SER-DT TTL,CH341B,CH341A,CH592,CH341F,CH591,CH231,CH486F,CH230,CH233,CH235,CH35X,CH32X035F7P6,CH368,CH484M,CH230K,CH23X,CH231A,CH32V203G6U6,CH340E,CH582F,CH482,CH481,CH340C,CH484,CH340B,CH483,CH365,CH486,CH364,CH340G,CH246,CH367,CH59X,CH4XX,CH366,CH578,CH334R,CH457,CH577,CH32V303VCT6,CH335,CH334Q,CH456,CH334P,CH338,CH579,CH32V,CH56X,CH334U,CH339,CH32X,CH564Q,CH334S,CH32V003A4M6,CH32X033F8P6,CH32F,CH335F,CH347F,CH32M,CH335J,CH32L,CH565M,CH451,CH571,CH450,CH444G,CH238P,CH453,CH573,CH452,CH334,CH455,CH454,CH347,CH226,CH57X,CH225,CH348,CH32X035G8U6,CH237D,CH9342G,CH334F,CH581,CH583,CH564L,CH334H,CH341,CH220,CH462,CH582,CH32F208WBU6,CH340,CH32X035R8T6,CH564F,CH343,CH342,CH221,CH463,CH334L,CH345,CH224,CH443K,CH344,CH223,CH344Q,CH555,CH557,CH315,CH318,CH54X,CH559,CH317,CH438,NET-485-9120,CH235S,CH32V002系列,CH32M007,CH236D,CH442E,CH552,CH551,CH554,CH432,CH567,CH343P,CH446,CH445,CH569,CH55X,CH448,CH568,CH440R,CH31X,CH449,CH440P,CH9340K,CH9340C,CH32F207VCT6,CH561,CH440,CH563,CH442,CH344L,CH565,CH323,CH444,CH564,CH443,CH412,CH64X,CH338X,CH52X,CH32V103R8T6,CH448F,CH32V203F8U6,CH9103M,CH32V203G8R6,CH532,CH531,CH545,CH423,CH547,CH546,CH446Q,CH53X,CH549,CH446X,CH548,CH32F103R8T6,BLE-DONGLE,CH338F,CH9104L,CH338L,CH541,CH543,CH422,CH32V003F4P6,CH9101Y,CH445P,CH9101N,CH9101R,CH9101U,CH9101H,CH32V307RCT6,CH347T,CH643,CH522,CH9102X,CH525,CH444P,CH645,CH524,CH527,CH528,CH565W,CH9344L,CH348L,BLE-SER-A-ANT,CH348Q,CH32V203F6P6,CH521,CH641,CH9102F,CH645W,CH32F203CBT6,CH32V006K8U6,CH32F207,CH32F205,CH32F203,CH32V003F4U6,CH32F208,CH645F,BLE2U-C-ANT,CH643U,CH643W,CH643Q,CH449X,CH32V303CBT6,CH32L103F8U6,CH32V305FBP6,CH569W,CH32F103,CH449F,CH32L103G8R6,CH643L,CH32X035系列,CH32F203C8T6,CH32V208RBT6,CH32V203系列,CH32V305RBT6,CH32V007系列,NET-232-9120,CH32V208GBU6,CH32L103F8P6,CH32V203C8T6,CH32V307,CH32V305,CH32F203C8U6,CH32V203C8U6,CH32V303,CH9160-DG-R0,BLE-TPT-A-ANT,CH32F203C6T6,BLE2U-A-ANT,CH9343,NET-TTL-9120,CH9328,CH9329,CH9326,CH9445,CH32L103C8T6,CH32F208RBT6,CH32F203VCT6,CH32V005F6U6,CH182H,CH182F,CH32V305GBU6,CH9434,CH32V203C6T6,CH32V307VCT6,CH181H,CH32L103系列,CH32V203F8P6,BLE-TPT-B-ANT,CH32V005D6U6,CH912X,CH32V303RCT6,CH32V005E6R6,CH32V003系列,CH32F203K8T6,NET-SER-DT RS232,CH9143,CH93XX,CH9140,CH9142,CH9141,CH9126,CH32V005F6P6,CH32F203RCT6,NET-SER-DT RS485,CH32L103,CH32V006,CH32V007,CH32V005,CH32V002,CH32V003,CH32X035C8T6,CH32V303RBT6,CH32V203K8T6,CH9121,CH9120,CH32V307WCU6,CH32V303系列,CH32F203RBT6,CH32V203RBT6,CH9350,CH483M,CH32V103C8T6,CH32V005系列,CH592X,CH483X,CH32M系列,CH230A,CH32V317,CH581F,CH32F103C8T6,CH32V103C8U6,CH482X,CH32L103K8U6,CH591R,CH32V208,CH182,CH592F,CH32V103系列,CH32V203,CH592D,CH32V208CBU6,CH914X,CH390,CH32V203K6T6,CH392,CH271,CH591D,CH482D,CH591F,CH275,CH395,CH397,CH38X,BLE232-NEP,CH32V006F8U6,CH32V103,CH39X,CH481D

选型指南 - 沁恒 - 2024/4/11 PDF 中文下载

New Milestone! Following the Success of MM32G0001, MindMotion Launches the Next-Level, High-Value MCU – MM32F0120

MindMotion Microelectronics is excited to announce the official launch of its next-level MCU, the MM32F0120. In 2023, MindMotion‘s entry-level MCU, MM32G0001, made a huge impact with its cost-performance ratio, comparable to or even surpassing 8/16-bit MCUs, earning high praise in the market.

产品发布时间 : 2024-09-14