現(xiàn)已推出面向汽車電機應(yīng)用的 AVR 8位微控制器系列產(chǎn)品。其中首批面市的產(chǎn)品是 ATmega16M1 和 ATmega32M1,用于控制帶傳感器,及無傳感器的無刷直流 (brushless DC, BLDC) 電機。
隨著汽車中的電機數(shù)量越來越多,汽車制造商需要尺寸更小、重量更輕,并且扭矩大于有刷電機的電機產(chǎn)品。他們正逐步轉(zhuǎn)用需要更復(fù)雜電子器件來精確控制速度和扭矩的無刷直流電機,這為汽車制造帶來了一些新的挑戰(zhàn),其中包括高溫問題--某些引擎蓋下的應(yīng)用溫度高達150℃。
ATmega16M1 和 ATmega32M1 就是針對這一需求而設(shè)計的產(chǎn)品,為帶有 CAN 和 LIN總線的先進電機控制應(yīng)用提供了一體化的解決方案。并且,愛特梅爾與為汽車電子網(wǎng)絡(luò)提供軟件工具及組件的領(lǐng)先供應(yīng)商Vector 密切合作,為客戶提供完整的硬件、軟件解決方案。
具有防夾功能的車窗升降電機控制就是這類應(yīng)用需求的很好例子,還有剎車和轉(zhuǎn)向電動助力、通風(fēng)、空調(diào)及滑門等控制亦屬于這類應(yīng)用。此外還有汽車進氣及渦輪增壓控制,在這類應(yīng)用中,電機溫度或其控制器的環(huán)境溫度,都高于標準的 125℃ (典型溫度為150℃)。
ATmega16M1 和ATmega32M1 采用高性能的AVR 8位 RISC 架構(gòu),集成了滿足復(fù)雜算法要求的所有基本外設(shè),包括各種模擬模塊,如帶有差分放大器和可編程增益選項的10 位 ADC、比較電平可選擇的模擬比較器;I/O引腳電平變化中斷。這些全新的微控制器產(chǎn)品具備汽車系統(tǒng)環(huán)境下控制 BLDC 電機所需的全部資源。
ATmega16M1 和ATmega32M1具有獨立的比較器正負輸入端,因而無需外接有源部件即可實現(xiàn)對無傳感器電機的控制。這些產(chǎn)品具有 3 個單獨的比較器,用于電機的反電動勢(Electro MagnetIC Field, EMF) 測量;還有一個額外的比較器可用于過流檢測,其參考電平 (比較電平) 可以是 DAC 輸出或任意外部參考電壓。其 12 位多用途同步功率級控制器的時鐘頻率高達 6?MHz,可提供 6 個互補的可編程高速精確信號,來控制電機的 3 個半橋。其最高頻率為6?kHz,電壓分辨率約 1/1000。硬件故障檢測模塊一旦檢測到故障,會立即自動將電機設(shè)于安全狀態(tài)
PSC的底層驅(qū)動需要約 2KB 閃存和20 字節(jié) SRAM。有傳感器BLDC驅(qū)動一般需要 2.7KB 閃存和大約 350 字節(jié) SRAM。無傳感器BLDC驅(qū)動約需 3KB 閃存和200 字節(jié) SRAM。由于集成了硬件功能,實現(xiàn)LIN通訊的代碼只需1KB左右。CAN 堆棧的代碼大小約 16KB 到 24KB 。此外,ATMEL還將針對那些可能需要更多代碼的應(yīng)用推出具有 64KB 閃存的產(chǎn)品。
ATmega16M1 和 ATmega32M1 具有獨特的功能組合,可通過適當?shù)尿?qū)動電路和功率組件安全、可靠地控制各種 BLDC 電機。其高效的功率級控制器和集成的模擬功能只產(chǎn)生少量中斷,從而減小了代碼尺寸,提高了實時性。
在汽車電子中使用嵌入式處理器的一項關(guān)鍵要求是 CAN 和 LIN 的通信協(xié)議棧必須高效且具備良好的支持。Vector 公司針對 ATmega16/32M1 處理器提供 CAN 和 LIN 驅(qū)動程序,為愛特梅爾的產(chǎn)品在汽車電子市場的進一步普及鋪平了道路。
Vector 已開發(fā)出用于愛特梅爾 ATmega16/32M1 微控制器的 CAN 和 LIN 驅(qū)動程序。這些驅(qū)動程序為所有的汽車 OEM 廠商提供通信軟件包的支持。目前已有 CAN 和 LIN 驅(qū)動程序及其配置和生成工具。如需要,Vector 可提供給 CAN OEM 廠商專用的通信軟件包,包括網(wǎng)絡(luò)管理、傳輸協(xié)議、診斷和交互層模塊;亦可根據(jù)需求提供 LIN 通信軟件包,它支持主/從配置的所有協(xié)議版本,包括傳輸和/或診斷層軟件。
開發(fā)工具
愛特梅爾的 AVR Studio 和 AVR JTAGICE mkII 提供了一個多平臺集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)。另外,公司也提供 STK 524 和搭配 STK600-TQFP32 入門工具包的 STK600,用于啟動項目開發(fā)。還可提供 AVRMC320 電機控制器評測工具。
汽車控制策略圖:
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