智能伺服，精准控制：匠基于芯创科技M6800系列MCU的低压伺服硬件方案设计，助力工业升级

时间： 2024-09-03 来源：匠芯创科技公众号

代理服务

技术支持

采购服务

匠芯创科技低压伺服硬件方案

随着工业4.0的推进和智能制造的兴起，工业机器人和电子制造设备经历了迅猛发展。低压伺服系统作为关键动力与控制组件，提高了生产效率和精度，促进制造工艺的自动化和智能化，在新兴产业中的应用日益增多，成为推动工业自动化和智能制造的关键力量。

匠芯创科技推出基于工业级高性能实时控制DSP M6800系列芯片的低压伺服硬件方案，以解决传统伺服系统在性能、可靠性和成本效益方面的挑战，助力客户快速实现产品的创新和市场竞争力的提升。

1. 电源篇

如下为M6800系列芯片低压伺服DEMO电路框架图：

接下来我们从电源部分开始介绍。

DC24~72V直接输入：

通过DC-DC输出15V与12V（用于风扇供电），15V通过DC-DC输出5V，5V通过DC-DC输出1.2V给予芯片内核供电和通过LDO输出3.3V用于给芯片供电，这里需要直接关注的点就是DC-DC电源芯片的输出电感选型计算。

例如5V电源输出，电感的具体计算公式为：

L：输出电感，单位H

Vout：输出电压，单位V

Vin：输入电压，单位V

Fsw：开关频率，单位Hz

Iout：输出电流，单位A

Kind：纹波电流与输出最大电流之比，一般取0.35

我们所选取的芯片开关频率为400KHz，输出电感为我们所需要求的参数，Iout是我们的输出电流，输出电流可以这样计算，5V所有供电的器件的电流的总和即为输出电流，本次设计电流为450mA，需要留有一定裕量取1A计算，最后计算电感值为23.81uH。取22μH，电感额定电流也需留有裕量，这里取值为1A，所以在选型电感的时候按照22μH，1A取选型即可，其余的DC/DC可按照数据手册同理计算。

2. 电流采样篇

M6800系列MCU芯片对于电机控制算法中的电流反馈输入方式：支持SDFM硬件解码输入及ADC采样输入。

SDFM硬件解码：

M6800系列芯片最多可支持4个SDFM并且支持串行输入解码与SINC1/2/3滤波器和支持OSR可配置（1~256），每个SDFM口可以接一个高精度隔离式 Sigma-Delta（ΣΔ）调制器，高精度隔离式 Sigma-Delta（ΣΔ）调制器有主动式时钟和被动式时钟两种型号，当使用的是主动式时钟的高精度隔离式 Sigma-Delta（ΣΔ）调制器时，只需要把时钟和数据管脚直接连接到M6800的SDFM采样模块的时钟输入引脚即可，如果是被动式时钟，则需要M6800主动生成一个时钟信号给高精度隔离式 Sigma-Delta（ΣΔ）调制器的时钟输入脚，同时也要把这个时钟信号接到M6800的SDFM模块的时钟输入引脚。

SDFM模块应用原理如下图：

ADC采样输入：

在M6800系列芯片的低压伺服DEMO上提供了2种ADC采样方式可供客户选择：上桥臂霍尔采样及下桥臂采样电阻采样。

上桥臂采样示意图如下：

上桥臂采样：在逆变器上桥与电机线之间进行采样，这种采样方法的优点是所采样的电流是连续的，可以实时反映电机的每一相电流，从而有效的提高控制精度与动态响应速度，但缺点是硬件成本相对下桥臂采样成本过高。

下桥臂电流采样示意图如下：

下桥臂电流采样：在逆变器下桥臂与母线负极之间进行采样，这种采样方法的优点是相对上桥臂，成本低，实现更简单，但是缺点是：只有在下桥臂开通时才能采样到电流，采样出来的电流是非连续的波形，必须保证每个PWM的周期内有足够的导通时间让其获取有效的电流采样，因此PWM的设置与ADC采集之间的同步显得尤为重要。

3. 编码器篇

电机控制算法除了电流采样还需要读取电机转子位置信号。M6800系列芯片可以支持增量式便编码器与绝对式编码器，我们的绝对式编码器硬件解码模块支持以下几点：

1) 可以支持两个编码器接口

2) 位置数据可以自动获取

3) 支持TA-IF/BISS-IF/ENDAT-IF协议

4) 最高可支持24-bit位置数据获取。

在DSP通过编码器反馈电路与电流采样电路后，这些数据传输到我们的HCL（硬件电流环）内进行处理，从而完成对电机的一个闭环控制。我们硬件电流环支持以下功能：

1) 支持自动获取ADC数据

2) QEP/TA-IF/ENDAT-IF/BISS-IF编码器位置数据

3) 支持CLARKE/PARK/PID/IPARK/SVPWM算法硬件加速

4) 内置死区补偿算法

5) 支持自动更新EPWM输出占空比

6) 支持断点模式

以上便是关于M6800芯片应用于低压伺服行业的一些实战应用。

匠芯创科技M6800系列MCU芯片引领低压伺服系统通过其高性能实时控制能力，为工业自动化和智能制造提供了强大的动力和精准控制。该方案优化了电源设计、驱动保护、电流采样，并全面支持编码器技术，为智能制造注入了创新动力。展望未来，M6800系列将继续推动工业自动化向更高效、智能的方向发展。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由玄子转载自匠芯创科技公众号，原文标题为:智能伺服，精准控制：匠芯创科技M6800系列方案助力工业升级，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

平台合作

提交评论

全部评论（0）

暂无评论

亚微秒同步！匠芯创高性能MCU M6800系列发布IEEE1588使用指南

匠芯创M系列芯片配置一个百兆MAC，支持IEEE1588-2002(V1)和IEEE1588-2008(V2)版本，最高可以实现达到亚微秒的同步精度，配合其丰富外设，广泛应用于工业控制、电力系统等领域。匠芯创M6800系列芯片时钟支持粗调和细调两种方式。

2024-05-22 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

【经验】如何提高雅特力32位MCU AT32F403RCT7在ADC采集信号的精度

雅特力32位MCU AT32F403RCT7采用高性能ARM Cortex-M4F内核，工作频率240MHz主频，本文主要介绍雅特力32位MCU AT32F403RCT7的ADC如何通过硬件设计电路来提高测量精度。

2022-09-26 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

【经验】提高雅特力MCU ADC采集电压精度的换算方法

雅特力MCU基于ARM Cortex-M4F内核，具有先进的55nm制程，最高240MHz主频高效内核，软硬件与ST/GDMCU高度兼容，目前已经被广泛使用在工业自动化、无人机、机器人控制及消费类等嵌入式应用领域。本文主要介绍雅特力MCU的ADC外设如何使用内部基准来提高测量精度。

2021-02-23 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

中科芯（CETC）32位MCU选型指南

公司简介 MCU MCU型号定义&封装参考 MCU开发工具 LoRa/ NB-IoT LoRa/ NB-IoT产品简介 MCU应用案例

中科芯 - NB-IOT模组,开发板,32位MCU,无线模块,模组,32位MCU编程器,单片机,32-BIT MCU编程器,小体积系列模组,32位MCU芯片,工业级NB-IOT模组,驱动程序库,MCU,CKS32F103V8T6,CKS32F031K6U6,CKS32F102C6T6,CKS32F417ZET6,CKS32F105VDT6,CKS32F107,SX1262,CKS32F105,CKS32F102R4T6,CKS32F103,CKS32F101,CKS32F102,CKS32F101R6T6,CKS32F103C4T6,CKS32F051K6U6,CKS32F101ZCT6,CKS32F030F6P6,CKS32F101VET6,CKS32F417VGT6,SX1280,CKS32L063C8T6,CKS32F031F4P6,CKS32F101C8T6,CKS32F107V8T6,SX1278,CKS32F103RCT6,CKS32F107RBT6,CKS32F051K6T6,CKS32F405ZGT6,TP20L607,CKS32F103ZET6,CKS32L052R6T6,CKS32L052C8T6,CKS32F105VCT6,CKS32F107系列,CKS32F105RET6,CKS32L051系列,CKS32L051R8T6,CKS32L053C6T6,CKS32F101ZDT6,CRF-62,CKS32F072R6T6,CKS32F051系列,CKS32F103RDT6,CKS32F072C8T6,CKS32F103VBT6,CKS32F030K6T6,CKS32F042K8T6,CKS32F407VET6,CKS32F103R4T6,CKS32F415系列,CKS32F103ZDT6,CKS32F102C8T6,CKS32F417ZGT6,CKS32F042系列,CKS32F105VBT6,CKS32F030R8T6,CKS32F102R6T6,CKS32F105RDT6,CRF62-LKWAN-CY,CKS32F103C6T6,CKS32L052系列,CKS32F030K6U6,CKS32F102系列,CKS32F101R8T6,CKS32F030F4P6,CKS32F101ZET6,CKS32L063R8T6,CKS32F101CBT6,CKS32F031系列,CKS32F107R8T6,CKS32F031G6U6,CKS32F103RET6,CKS32L051K6T6,CRF1278系列,CKS32F415RGT6,CKS32L063系列,CKS32F103VCT6,CKS32F051C8T6,CKS32F103ZCT6,CKS32F417IET6,CKS32L052R8T6,CKS32F105RCT6,CKS32L053系列,CRF1278,CKS32F051R8T6,CKS32F101系列,CKS32L053C8T6,CKS32F072CBT6,CKS32F105V8T6,CKS32F407ZET6,CKS32F101RBT6,CKS,CKS32F030系列,CKS32F072R8T6,CRF62-L2,CRF62-L5,CKS32F042C6T6,CKS32F103VDT6,CKS32L053R6T6,CKS32F107VET6,CKS32F407VGT6,CKS32F103R6T6,CKS32F417系列,CKS32F030C8T6,CKS32F102R8T6,CKS32F105RBT6,CKS32F031C6T6,CKS32F103C8T6,CKS32F102CBT6,CKS32F405系列,CKS32F101RCT6,CKS32L052K6T6,CKS32F415VGT6,CKS32F031G4U6,CKS32F103VET6,CKS32F107VDT6,CKS32F051,CKS32F051C6T6,CKS32L051K8T6,CKS32F417IGT6,CRF-62系列,CRF62-WAN,CKS32,CKS32F103系列,CKS32F072RBT6,CKS32F042,CKS32F407IET6,CKS32F405RGT6,CRF1280-12S,CKS32F107RET6,CKS32F407ZGT6,CKS32F101VBT6,CKS32F102RBT6,CKS32F101RDT6,CKS32L053R8T6,CKS32F031,CKS32F103R8T6,CKS32F042C8T6,CKS32F107VCT6,CKS32F030,CRF1278-L3,CRF1278-L1,CKS32F030C6T6,XY1100,CRF1278-L4,CKS32F103CBT6,CKS32F030K6,CKS32F102C4T6,ASR6601,CKS32F101R4T6,CKS32F105R8T6,CKS32F051K8U6,CKS32F407系列,CKS32F107RDT6,CKS32F101VCT6,CKS32F415ZGT6,CKS32F101RET6,CKS32L052K8T6,CKS32F417,CKS32F417VET6,CKS32F101C6T6,CKS32F415,CKS32F031F6P6,CKS32F107VBT6,CKS32L051C6T6,CKS32F051K8T6,TP20H607,CKS32L051C8T6,CKS32F042K6T6,CKS32L052C6T6,ASR6505,CKS32F105VET6,CKS32F407,CKS32F405,ASR6501,ASR6502,CKS32X...,CKS32F105系列,CKS32L051R6T6,CKS32L063,CKS32F407IGT6,CKS32F405VGT6,CKS32F072,CKS32F101VDT6,CKS32F072系列,CKS32F031K6T6,CKS32F103RBT6,CKS32F072C6T6,CRF1100-N1,CKS32L052,CKS32F107RCT6,CKS32L051,CKS32L053,智能路灯控制器,移动通迅,OBD车窗控制系统,永磁同步电机驱动,电动工具控制器,智能安防,OBD车窗控制器,智能锁,云台控制,智能家居,电动牙刷,物联网,RFID读卡器,智能直流无刷电机控制器,终端传感数据采集,工业控制,楼宇自动化,物联网网关,平衡车,智慧城市,自动化抄表,物联网低功耗应用,血氧仪,自动抄表,智能电力网关,MCU&NB核心板,工业自动化,无线抄表,额温枪,医疗健康,新基建,无人机控制,激光扫码枪,物联网温度传感终端,汽车电子,水电表远传射频板,环境监测

2022/4/24 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

智能驱动精准控制 | 极海G32R501总线型高压伺服控制器参考方案，加速工业自动化系统转型升级

极海400W EtherCAT总线型高压伺服控制器参考方案，主控芯片采用全新发布的G32R501高性能实时控制MCU，具备灵敏感知、高效运算、精准控制等特性；整体方案采用双核并行处理架构设计和开放式伺服全功能设计，同时支持上位机ModBus协议和EtherCAT总线协议，提供配套的上位机参数调试工具，可灵活配置400余项伺服参数，有效满足各类定制化工业应用场景需求。

2025-01-16 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

匠芯创（ArtInChip）MCU/MPU芯片选型表

D21x系列工业级MPU芯片 D21x系列MPU功能配置表 D13x系列显示控制MCU芯片 G73x系列通用计算MCU芯片 D12x系列显示控制MCU芯片 M680X系列工业级DSP微处理器

匠芯创 - 工业级DSP微处理器,MPU,通用计算MCU芯片,显示控制MCU芯片,工业级MPU芯片,M6805SNDA,M6805SPDA,D131BBS,D133EBS,D211BBX,D211DBV,D21X,D211BBV,D133CBS,M6802SNCA,D12X系列,D13X,D211DBX,M6805SNDS,M680X系列,G73X,D132ENS,D121BAV,M6806SPES,M6802SNCS,D21X系列,D121BBVN,M680X,D131BAS,D211BCV,M6806SNES,M6806SPEQ,G73X系列,D121BAVN,D211DCX,D211BCX,D211DCV,D13X系列,D213ECV,D12X,M6805SPDS,D213ECX,M6801SPCS,M6806SPEA,M6806SNEA,D121BBV,M6801SPCA,G730EES,G730CES,仪表盘,应用温控器,HMI,屏显控制器,网关,人机界面,串口屏,车载显示器,RGB串口屏,厨电控制屏,医疗分析仪,小网关,串口服务器,通用显示屏控一体,商用打印机

2023/10/25 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

Copter E001 MCU性能与应用 Q＆A

华太电子自6月以来推出的 Copter E001系列MCU，凭借其强大的计算能力和丰富的外设资源，广泛应用于数字电源管理、伺服控制、新能源逆变器、UPS系统和充电桩管理等领域。为了帮助您更全面地了解这款产品的核心优势和技术特点，本期推文将通过Q＆A形式，解答您在选择和应用过程中最关心的一些问题。

2025-01-01 - 产品代理服务技术支持采购服务

MCU赛道很卷，先楫HPM5300杀进汽车、工业、新能源领域如何出圈？

HPM5300系列是一款高性能RISC-V内核通用微控制器，产品面向工业自动化、新能源及汽车电子这三大热门应用领域。回顾先楫半导体此前推出的产品系列，HPM6700 /6400可以帮助工业自动化客户实现驱控一体化设计，HPM 6200可以帮助新能源客户实现电源的数字化控制，HPM 6300可以帮助汽车客户实现车身网络、传感器融合等。

2023-10-23 - 原厂动态代理服务技术支持采购服务

匠芯创智能显示MCU D12x系列芯片在家电HMI上的应用：主频高达400MHz，提供丰富图形引擎

匠芯创ArtInChip D12x系列芯片是一款基于RISC-V架构的工业级高性能微控制器芯片（MCU），专为嵌入式应用设计，特别适合智能家电中的人机交互界面。该系列芯片具备丰富的互联功能模块、强大的计算处理能力、优越的图形显示能力以及低功耗特性，是智能家电HMI解决方案的理想选择。

2024-08-14 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

M0+产品行业新标杆诞生，武汉芯源CW32L010安全低功耗MCU集合多项技术性能优势

2024年9月26日，武汉芯源半导体带着最新产品CW32L010安全低功耗MCU作客电巢直播间，举行了一场璀璨的XR技术新品发布会，此次直播，武汉芯源半导体技术总监张亚凡、北中国区销售总监孙秀艳与大家分享了武汉芯源半导体的发展历程和重要时刻，全面介绍和讲解了新品CW32L010实现的技术优势。

2024-11-05 - 原厂动态代理服务技术支持采购服务

【产品】雅特力新推AT32F435/437系列Cortex®-M4 MCU，主频高达288MHz

AT32F435/437作为雅特力AT32首个高性能微控制器产品，采用业界领先的55nm先进工艺，搭载ARM® Cortex®-M4内核，并以288MHz的工作主频将M4内核的处理能力发挥到极致。最高可支持超大容量4032KB的闪存(Flash)和高达512KB的SRAM。

2021-12-13 - 新产品代理服务技术支持采购服务

雅特力推出AT32系列MCU，采用高精度12-bit ADC数据采集外部信号，具有内存大、外设丰富等优势

2022年已经迈入尾声，经过全年不间断的研发生产与客户的交流反馈，雅特力在微控制器（MCU）市场上获得不少好评，今年年末随着疫情逐步放开，各行各业也开始活络起来，距离全球景气回升指日可待。

2023-02-03 - 原厂动态代理服务技术支持采购服务

【IC】灵动微电子高性能通用32位MCU产品MM32H5480荣获“2024年度硬核MCU芯片奖”

近日，第六届硬核芯生态大会在深圳举办，同期2024年度硬核中国芯获奖榜单正式发布。作为国内领先的本土通用32位MCU产品及解决方案供应商，MindMotion灵动微电子凭借高性能产品MM32H5480斩获“2024年度硬核MCU芯片奖”。

2024-10-18 - 原厂动态代理服务技术支持采购服务

先楫HPM6300的低压伺服驱动器应用方案，具有高性能、高可靠性、高性价比等优点

上海先楫半导体科技有限公司的高性能MCU系列产品组合，不仅为伺服行业提供丰富的选择，也能够为客户提供专业的解决方案。其中，基于HPM6300的低压伺服驱动器应用方案，具有高性能、高可靠性、高性价比等优点，在不同温度、湿度、振动等工业环境中可实现稳定运行，主控MCU丰富外设接口支持伺服电机系统一体化设计。

2024-05-24 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

基于雅特力AT32 MCU的洗衣机电机控制驱动方案，解锁智能家居新体验

随着人工智能、物联网等技术的发展，传统家电逐渐向智能家电转型。洗衣机作为家庭生活中不可或缺的电器之一，其智能化升级对于提升生活品质具有重要意义。MCU作为电机控制系统的核心“大脑”，肩负着多样化的控制使命。雅特力AT32 MCU以其卓越的性能和完善的电机开发生态，为洗衣机、电动两轮车和电摩等电机应用产品提供高效电机控制驱动方案，并已实现规模量产。

2024-09-30 - 应用方案代理服务技术支持采购服务