【 应用】雅特力AT32 MCU实现高效电机驱动控制应用，提升电机向量控制精确度
近年全球提倡发展工业自动化之际，节能减碳意识不断加强，直流无刷电机强调更高的能源转换效率，得到了广泛的应用。电机控制方案重点在于高速实时的控制，AT32 MCU高性能运算与实时采样效率赋予了电机高效工作能力，提升了电机向量控制精确度，而在三相交流电机磁场导向控制（field-oriented control，简称FOC）的算法应用中，电机电流为不可或缺的物理量反馈信息。为满足精简电路、缩小面积与降低系统成本需求，单电阻电流采样技术的应用日益普及，仅需一个电流感测电阻和一个放大电路，无需额外校正，同时实现过流保护。AT32 MCU内建的高速高性能ADC搭配对应的电流采样电路，可进行单电阻电流采样，提高采样精确率，带来事半功倍的效果，应用于电动两轮车、滑板车、吹风机、吸尘器、吊扇、空调风机/压缩机等电机电流为数十安培以下的设备，充分满足各种应用领域对于电机精准控制需求。
雅特力开发出一套完整高效的电机控制生态系统，提供多系列适用电机控制MCU产品型号，如AT32F413、AT32F421等系列。主流型AT32F413系列采用32位ARM® Cortex®-M4F内核，主频高达200MHz具有高效处理能力，提供64~256KB Flash和16~64KB SRAM供选择，具有丰富灵活的外设，包含1个USB、2组CAN、1个SDIO、5个UART等多种接口供选择，且提供双ADC可同时采样，当执行高频采样率的快速电流/速度/位置等控制回路计算时，使其轻松胜任、游刃有余，同时保留MCU执行余裕，提供其它程序运作，如通讯功能等，满足高速数据采集、混合信号处理、工业控制与电机应用要求。
为使单电阻电流感测所需的时间缩短，近似于多电流传感器的性能，需搭配高性能的硬件电路与仿真/数字转换器。雅特力提供超值型AT32F421和AT32F4212系列MCU，120MHz CPU主频，16~64KB Flash和8~16KB SRAM，外设扩展了1个高速轨到轨电压比较器，1个采样率高达2Msps的12位高速ADC，转换频率可高达28MHz，最短采样时间仅54ns，全部转换时间仅0.5ms，非常适用于单电阻电流采样的驱动器，并可在极短的采样时间窗口正确采样。
此外，AT32F4212在AT32F421原有基础上增加2路运算放大器OPA，简化电路设计及降低物料成本；为了降低单电阻电流采样复杂度，对内建的PWM位移做了调整，缩短电流反馈信号稳定时间与ADC采样转换时间。
低电压调变PWM向量位移示意图
此外，雅特力提供电机控制算法函数库，包含编码器、霍尔有感与无感FOC控制相关函数，可应用三电阻、双电阻、单电阻等电流反馈方式，以及包含霍尔有感与无感6-step BLDC控制相关函数。配置免费的电机监控上位机软件，友好的UI界面，可实时监看电机运转参数、状态与动态显示响应波形，便于进行在线调试相关控制参数。这些功能强大的硬件开发工具包和易使用的电机控制算法软件，从方波驱动到弦波驱动、霍尔传感器的反馈到无传感器的反馈，全方位支持工程人员实现高效电机向量控制方案。
雅特力专注于32位微控制器研发与创新，全系列采用ARM® Cortex®-M4高效能或M0+低功耗内核，追求卓越的产品质量和一流服务，具有高效能、高稳定性与高可靠度的优势，成功缔造M4业界最高主频288MHz运算效能，且AT32 MCU全系列产品支持工业级工作温度范围(-40℃~105℃)，已成功累积多元的终端产品案例，如高速风筒、扫/拖地机、变频器、工业缝纫机、伺服电机、电竞周边产品、断路器、ADAS、T-BOX、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖电机、工控、消费、商务、物联网及5G等领域。
关于雅特力
雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(MCU)创新趋势的芯片设计公司，专注于ARM ®Cortex®-M4/M0+的32位微控制器研发与创新，全系列采用55nm先进工艺及ARM® Cortex®-M4高效能或M0+低功耗内核，缔造M4业界最高主频288MHz运算效能，并支持工业级别芯片工作温度范围（-40°~105°）。
雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例：如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、ADAS、T-BOX、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖5G、物联网、消费、商务及工控等领域。
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雅特力32位MCU选型表
雅特力AT32 MCU的选型的相关技术参数如下，32位MCU，多种封装：TSSOP20，QFN28，QFN32，QFN48，LQFP48，LQFP64，LQFP100，LQFP144，稳定的工作温度：-40°C~85°C，-40°C~105°C，频率范围在96MHz~288MHz之间
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产品型号
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品类
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Core
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FPU
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Speed(MHz)
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Flash(KB)
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SRAM(KB)
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I/O
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Advanced TM(16-bit)
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GPTM(32-bit)
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GPTM(16-bit)
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Basic TM(16-bit)
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Systick(24-bit)
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WDT
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WWDT
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RTC
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I2C
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SPI
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(F/H)I2S(1)(2)
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USART/UART
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SDIO
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USB Device
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CAN
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ADC Engine
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12-bit ADC ch
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DAC Engine
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12-bit DAC ch
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PKG
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Size(mm)
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Temp(℃)
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AT32F403ZCT6
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32位MCU
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M4
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FPU
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200MHz
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256KB
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96KB/224KB
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112
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3
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2
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8
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2
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1
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1
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1
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1
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3
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4
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0/4
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3/2
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2
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1
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1
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3
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21
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2
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2
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LQFP144
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20mmx20mm
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-40℃~85°C
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选型表 - 雅特力 立即选型
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