簡(jiǎn)介

F28E120x MCU搭載 TI 專(zhuān)有的 InstaSPIN? 磁場(chǎng)定向控制 (FOC) 軟件及先進(jìn)算法，能夠?qū)崿F(xiàn)更平穩(wěn)、更靜音且更高能效的電機(jī)性能。有助于改變洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、吸塵器等家用電器和電動(dòng)工具的性能。助力日常應(yīng)用實(shí)現(xiàn)高精度和高響應(yīng)的電機(jī)控制。

配置的先進(jìn)功能：

• 高速無(wú)傳感器磁場(chǎng)定向控制 (FOC)

• 高扭矩零速啟動(dòng)

• 復(fù)雜的振動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)

說(shuō)明：

• F28E12x 是 C2000? 可擴(kuò)展、超低延遲實(shí)時(shí)微控制器器件系列中的一款器件，專(zhuān)為提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的效率而設(shè)計(jì)。

• 實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)基于德州儀器 (TI) 的 32 位 C28x DSP 內(nèi)核，可針對(duì)從片上閃存或 SRAM 運(yùn)行的定點(diǎn)代碼提供 160MHz 的信號(hào)處理性能。

• F28E12x 支持高達(dá) 128KB (64KW) 的閃存。高達(dá) 16KB (8KW) 的片上 SRAM 也可用于補(bǔ)充閃存。

• 高性能模擬塊集成在 F28E12x 實(shí)時(shí)微控制器 (MCU) 中，并與處理單元和 PWM 單元緊密耦合，從而提供出色的實(shí)時(shí)信號(hào)鏈性能。八個(gè) PWM 通道可控制從 3 相逆變器到功率因數(shù)校正的各種功率級(jí)，以及其他先進(jìn)的多級(jí)電源拓?fù)洹?/p>

• 各種業(yè)界通用的通信端口（如 SPI、SCI、I2C 和 UART）不僅支持連接，還提供了多個(gè)引腳復(fù)用選項(xiàng)，可實(shí)現(xiàn)出色的信號(hào)布局。

封裝信息

器件信息

功能方框圖展示了 CPU 系統(tǒng)及關(guān)聯(lián)的外設(shè)

F28E120x MCU在典型電機(jī)控制設(shè)計(jì)中的簡(jiǎn)化框圖

應(yīng)用參考

電流消耗情況如何？

下面的圖顯示了器件頻率、溫度、電源與電流消耗之間關(guān)系的典型圖示。實(shí)際結(jié)果因系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)情況和具體條件而異。

顯示了內(nèi)部電源在不同溫度和工作模式下的典型工作電流曲線(xiàn)，數(shù)據(jù)基于 系統(tǒng)電流消耗 - 內(nèi)部電源表（30°C 數(shù)據(jù)在 VNOM 下獲取，較高溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)在 VMAX 下獲?。?。

工作電流與頻率間的關(guān)系

電流與溫度間的關(guān)系 - IDDIO

電流與溫度間的關(guān)系 – IDDA

如何實(shí)現(xiàn)復(fù)位時(shí)序？

XRSn 是器件復(fù)位引腳。它用作輸入和漏極開(kāi)路輸出。該器件內(nèi)置上電復(fù)位 (POR) 和欠壓復(fù)位 (BOR) 監(jiān)控器。在上電期間，監(jiān)控器電路會(huì)將 XRSn 引腳保持為低電平。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱電源管理模塊 (PMM) 部分?？撮T(mén)狗或 NMI 看門(mén)狗復(fù)位也會(huì)驅(qū)動(dòng)引腳至低電平。外部開(kāi)漏電路可以驅(qū)動(dòng)該引腳，從而使器件復(fù)位生效。

應(yīng)在 XRSn 和 VDDIO 之間放置一個(gè)阻值為 2.2kΩ 至 10kΩ 的電阻。應(yīng)在 XRSn 和 VSS 之間放置一個(gè)電容器進(jìn)行噪聲濾除；電容應(yīng)為 100nF 或更小。當(dāng)看門(mén)狗復(fù)位生效時(shí)，這些值允許看門(mén)狗在 512 個(gè) OSCCLK 周期內(nèi)正確地將 XRSn 引腳驅(qū)動(dòng)至 VOL。

復(fù)位電路

上電復(fù)位時(shí)序圖

熱復(fù)位時(shí)序圖

時(shí)鐘源介紹

• 時(shí)鐘源WROSC是內(nèi)部 20MHz 至 70MHz 振蕩器。

• 時(shí)鐘源SYSOSC是內(nèi)部 4MHz 至 32MHz 振蕩器。

• 時(shí)鐘源X1 (XTAL)，X1 和 X2 引腳之間連接的外部晶體或諧振器，或連接到 X1 引腳的單端時(shí)鐘。

復(fù)位時(shí)，SYSOSC 為 PLL (OSCCLK) 的默認(rèn)時(shí)鐘源。

計(jì)時(shí)系統(tǒng)

系統(tǒng) PLL

除了內(nèi)部 0 引腳振蕩器外，還支持三種類(lèi)型的外部時(shí)鐘源：

• 單端 3.3V 外部時(shí)鐘。時(shí)鐘信號(hào)應(yīng)連接到 X1（如圖 6-12 所示），且 XTALCR.SE 位設(shè)置為 1。

• 外部晶體。如圖 6-13 所示，晶體應(yīng)連接在 X1 和 X2 之間，其負(fù)載電容器連接至 VSS。

• 外部諧振器。如圖 6-14 所示，諧振器應(yīng)連接在 X1 和 X2 之間，且其接地端連接至 VSS。

單端 3.3V 外部時(shí)鐘

外部晶體

外部諧振器

XTAL 振蕩器具體是怎樣的器件？

XTAL 振蕩器中的晶體振蕩器是一種嵌入式電振蕩器，當(dāng)與兼容的石英晶體（或陶瓷諧振器）配對(duì)使用時(shí)，可生成器件所需的系統(tǒng)時(shí)鐘。

該器件中的電子振蕩器是皮爾斯振蕩器。它是一個(gè)正反饋逆變器電路，需要一個(gè)調(diào)優(yōu)電路才能振蕩。當(dāng)這個(gè)振蕩器與一個(gè)兼容的晶體配對(duì)時(shí)，會(huì)形成振蕩電路。該振蕩電路在晶體的基頻處振蕩。在該器件上，由于分流電容器 (C0) 和所需的負(fù)載電容器 (CL)，振蕩器被設(shè)計(jì)成在并聯(lián)諧振模式下運(yùn)行。

電子振蕩器方框圖

內(nèi)部集成電路 (I2C)具體介紹

I2C 模塊特性：

• 符合 NXP Semiconductor I²C 總線(xiàn)規(guī)范（版本 2.1）：

• 支持 8 位格式傳輸

• 7 位和 10 位尋址模式

• 常規(guī)調(diào)用

• START 字節(jié)模式

• 支持多個(gè)控制器-發(fā)送器和目標(biāo)-接收器

• 支持多個(gè)目標(biāo)-發(fā)送器和控制器-接收器

• 組合控制器發(fā)送/接收和接收/發(fā)送模式

• 數(shù)據(jù)傳輸速率從 10kbps 到高達(dá) 400Kbps（快速模式）

• 支持與以下兼容的電壓閾值：

• SMBus 3.0 及更低版本

• PMBus 1.3 及更低版本

• 一個(gè) 16 字節(jié)接收 FIFO 和一個(gè) 16 字節(jié)發(fā)送 FIFO

• 支持兩個(gè)中斷

• I2Cx 中斷 - 可以配置以下任何條件來(lái)生成 I2Cx 中斷：

• 發(fā)送就緒

• 接收就緒

• 寄存器訪(fǎng)問(wèn)就緒

• 無(wú)確認(rèn)

• 仲裁丟失

• 檢測(cè)到停止條件

• 被尋址為目標(biāo)

• I2Cx_FIFO 中斷：

• 發(fā)送 FIFO 中斷

• 接收 FIFO 中斷

• 模塊啟用和禁用能力

• 自由數(shù)據(jù)格式模式

I2C 外設(shè)模塊接口

I2C 時(shí)序圖

通用異步接收器/發(fā)送器 (UART) 具體介紹

UART模塊特性：

• 可編程的波特率發(fā)生器，在常規(guī)模式（16 分頻）下最高可達(dá) 10Mbps，在高速模式（8 分頻）下最高可達(dá) 20Mbps

• 獨(dú)立的 16 級(jí)深度和 8 位寬發(fā)送      (TX) FIFO 和接收 (RX) FIFO 可減少 CPU 中斷服務(wù)負(fù)載

• FIFO 長(zhǎng)度可編程，包括提供傳統(tǒng)雙緩沖接口的 1 字節(jié)深的操作（非 FIFO 模式）

• FIFO 觸發(fā)級(jí)別為 1/16、?、3/16、?、5/16、3/8、7/16、?、9/16、5/8、11/16、3/4、13/16、? 和 15/16

• 標(biāo)準(zhǔn)的異步通訊位：起始位、停止位、奇偶校驗(yàn)位

• 線(xiàn)中止的產(chǎn)生與檢測(cè)；

• 完全可編程的串行接口特性

• 可包含 5、6、7 或 8 個(gè)數(shù)據(jù)位

• 偶校驗(yàn)、奇校驗(yàn)、固定校驗(yàn)或無(wú)奇偶校驗(yàn)位生成與檢測(cè)

• 可產(chǎn)生 1 或 2 個(gè)停止位

• IrDA 串行 IR (SIR) 編碼器和解碼器提供：

• 可編程使用 IrDA SIR 或 UART 輸入/輸出

• 支持 IrDA SIR 編碼器和解碼器功能，半雙工時(shí)數(shù)據(jù)傳輸率最高       115.2Kbps

• 支持正常 3/16 和低功耗（1.41μs 至 2.23μs）位持續(xù)時(shí)間

• 可編程的內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器，能夠?qū)⒖紩r(shí)鐘進(jìn)行 1 至 256 分頻，以實(shí)現(xiàn)低功耗模式位持續(xù)時(shí)間

• 支持 EIA-485（9 位）

• 提供標(biāo)準(zhǔn)的基于 FIFO 深度的中斷以及發(fā)送結(jié)束 (EOT) 中斷

• 使用直接存儲(chǔ)器存取 (DMA) 控制器進(jìn)行高效傳輸

• 相互獨(dú)立的發(fā)送通道和接收通道

• 接收 FIFO 達(dá)到預(yù)設(shè)觸發(fā)深度時(shí)產(chǎn)生的猝發(fā)請(qǐng)求

• 發(fā)送 FIFO 達(dá)到預(yù)設(shè)觸發(fā)深度時(shí)產(chǎn)生的猝發(fā)請(qǐng)求

UART 模塊方框圖

串行外設(shè)接口 (SPI) 具體介紹

串行外設(shè)接口 (SPI) 是一種高速同步串行輸入和輸出 (I/O) 端口，其允許以編程的位傳輸速率將編程長(zhǎng)度（1 至 16 位）的串行位流移入和移出器件。SPI 通常用于 MCU 控制器與外部外設(shè)或另一控制器之間的通信。典型應(yīng)用包括外部 I/O 或者通過(guò)諸如移位寄存器、顯示驅(qū)動(dòng)器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 等器件進(jìn)行外設(shè)擴(kuò)展。SPI 的控制器或外設(shè)運(yùn)行時(shí)支持多器件通信。該端口支持 16 級(jí)接收和發(fā)送 FIFO，以減少 CPU 服務(wù)開(kāi)銷(xiāo)。

SPI 模塊功能：

• SPIPOCI：SPI 外設(shè)輸出/控制器輸入引腳

• SPIPICO：SPI 外設(shè)輸入/控制器輸出引腳

• SPIPTE：SPI 外設(shè)發(fā)送使能引腳

• SPICLK：SPI 串行時(shí)鐘引腳

• 兩種工作模式：控制器和外設(shè)

• 波特率：125 個(gè)不同的可編程速率?？刹捎玫淖畲蟛ㄌ芈适芟抻?SPI 引腳上使用的 I/O 緩沖器的最大速度。

• 數(shù)據(jù)字長(zhǎng)度：1 至 16 數(shù)據(jù)位

• 四種時(shí)鐘方案（由時(shí)鐘極性和時(shí)鐘相位的位控制）包含：

• 無(wú)相位延遲的下降沿：SPICLK 高電平有效。SPI 在 SPICLK 信號(hào)的下降沿上發(fā)送數(shù)據(jù)，在 SPICLK 信號(hào)的上升沿上接收數(shù)據(jù)。

• 有相位延遲的下降沿：SPICLK 高電平有效。SPI 在 SPICLK 信號(hào)下降沿提前半個(gè)周期發(fā)送數(shù)據(jù)，在 SPICLK 信號(hào)的下降沿上接收數(shù)據(jù)。

• 無(wú)相位延遲的上升沿：SPICLK 低電平無(wú)效。SPI 在 SPICLK 信號(hào)的上升沿上發(fā)送數(shù)據(jù)，在 SPICLK 信號(hào)的下降沿上接收數(shù)據(jù)。

• 有相位延遲的上升沿：SPICLK 低電平無(wú)效。SPI 在 SPICLK 信號(hào)上升沿的半個(gè)周期之前發(fā)送數(shù)據(jù)，而在 SPICLK 信號(hào)的上升沿上接收數(shù)據(jù)。

• 同時(shí)接收和發(fā)送操作（可在軟件中禁用發(fā)送功能）

• 發(fā)送器和接收器操作通過(guò)中斷驅(qū)動(dòng)或輪詢(xún)算法完成

• 16 級(jí)發(fā)送/接收 FIFO

• DMA 支持

• 高速模式

• 延遲的發(fā)送控制

• 3 線(xiàn) SPI 模式

• 在帶有兩個(gè) SPI 模塊的器件上實(shí)現(xiàn)數(shù)字音頻接口接收模式的 SPIPTE 反轉(zhuǎn)

SPI CPU 接口

SPI 控制器模式外部時(shí)序（時(shí)鐘相位 = 0）

SPI 控制器模式外部時(shí)序（時(shí)鐘相位 = 1）

串行通信接口 (SCI)具體介紹

SCI 是一種雙線(xiàn)制異步串行端口，通常稱(chēng)為 UART。SCI 模塊支持 CPU 與其他異步外設(shè)之間使用標(biāo)準(zhǔn)非歸零碼 (NRZ) 格式的數(shù)字通信

SCI 發(fā)送器和接收器都有一個(gè)用于減少服務(wù)開(kāi)銷(xiāo)的 16 級(jí)深度 FIFO，且具有各自獨(dú)立的使能位和中斷位。兩者都能獨(dú)立進(jìn)行半雙工通信，或同時(shí)進(jìn)行全雙工通信。為了指定數(shù)據(jù)完整性，SCI 檢查接收到的數(shù)據(jù)是否存在中斷檢測(cè)、奇偶校驗(yàn)、超限和組幀錯(cuò)誤。比特率通過(guò) 16 位波特選擇寄存器可編程為不同的速度。

SCI 模塊特性：

• 兩個(gè)外部引腳：

• SCITXD：SCI 發(fā)送-輸出引腳

• SCIRXD：SCI 接收-輸入引腳

• 波特率可編程為 64K 不同速率

• 數(shù)據(jù)字格式

• 1 個(gè)開(kāi)始位

• 數(shù)據(jù)字長(zhǎng)度可在 1 至 8 位之間編程

• 可選偶數(shù)/奇數(shù)/無(wú)奇偶校驗(yàn)位

• 1 個(gè)或 2 個(gè)停止位

• 四個(gè)錯(cuò)誤檢測(cè)標(biāo)志：奇偶校驗(yàn)、超限、成幀和中斷檢測(cè)

• 兩種喚醒多處理器模式：空閑線(xiàn)和地址位

• 半雙工或全雙工操作

• 雙緩沖接收和發(fā)送功能

• 發(fā)送器和接收器操作可通過(guò)帶有狀態(tài)標(biāo)志的中斷驅(qū)動(dòng)或輪詢(xún)算法來(lái)完成。

• 發(fā)送器：TXRDY 標(biāo)志（發(fā)送器緩沖寄存器已準(zhǔn)備好接收另一個(gè)字符）和 TX       EMPTY 標(biāo)志（發(fā)送器移位寄存器為空）

• 接收器：RXRDY 標(biāo)志（接收器緩沖寄存器已準(zhǔn)備好接收另一個(gè)字符）、BRKDT 標(biāo)志（發(fā)生了中斷條件）和 RX ERROR 標(biāo)志（監(jiān)測(cè)四個(gè)中斷條件）

• 發(fā)送器和接收器中斷的獨(dú)立使能位（BRKDT 除外）

• NRZ 格式

• 自動(dòng)波特檢測(cè)硬件邏輯

• 16 級(jí)發(fā)送和接收 FIFO

SCI 方框圖

相關(guān)下載

1、 產(chǎn)品手冊(cè)

Achieving smoother, quieter motor performance with highly integrated real-time control MCUs

2、 產(chǎn)品詳情

F28E120SC 數(shù)據(jù)表、產(chǎn)品信息和支持 | 德州儀器 TI.com.cn

F28E120SB 數(shù)據(jù)表、產(chǎn)品信息和支持 | 德州儀器 TI.com.cn

3、 基本開(kāi)發(fā)指南

The Essential Guide for Developing With C2000 Real-Time Microcontrollers (Rev. F)

4、 入門(mén)指南

Getting Started With C2000? Real-Time Control Microcontrollers (MCUs) (Rev. C)

5、 開(kāi)發(fā)套件

LAUNCHXL-F28E12X 評(píng)估板 | 德州儀器 TI.com.cn

C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK 軟件開(kāi)發(fā)套件 (SDK) | 德州儀器 TI.com.cn