在馬達或電源工程中,往往需要采集多路AD信號,且這些信號的優(yōu)先級和采樣時機不相同。本篇介紹在使用RA-T系列芯片建立馬達或電源工程時,如何根據(jù)需求來設(shè)置主要功能模塊ADC&GPT,包括采樣通道打包和分組,GPT觸發(fā)啟動的設(shè)置。本文以RA6T2為范例,結(jié)果可推廣到RA-T系列其他芯片和相關(guān)領(lǐng)域。
在馬達或電源工程中,需采樣的信號眾多。但是采樣信號的重要性并不相同,一般按優(yōu)先級可分為兩類:
1) 算法必須使用的采樣數(shù)據(jù),需在每個載波(算法)周期更新,優(yōu)先級和實時性要求較高,比如馬達工程里的電機的三相電流,電源工程里的輸出目標的電壓或者電流。
2) 變化頻率不高或幅度基本穩(wěn)定的采樣數(shù)據(jù),有些不參與算法處理,但是仍需采集,以輔助系統(tǒng)控制,或者監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài),比如馬達工程的母線電壓,電源系統(tǒng)的輸入電壓,關(guān)鍵元器件溫度采樣等。
為了使設(shè)計更為靈活,RA6T2 ADC模塊采用虛擬通道的概念??蛻艨梢圆皇芪锢砦恢玫南拗疲瑢⑾嗤愋凸δ芡ǖ谰幹频较噜彽奶摂M通道位置,然后打包成group。通過對整體group屬性設(shè)置,統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制通道的動作。
特別對于兩個單元共享的20-28通道,可以自由選擇,靈活使用。

以瑞薩官方提供的無位置傳感器FOC樣例工程為例,這個應(yīng)用中需采樣5個信號。
其中三相電流信號Iu,Iv,Iw參與FOC算法執(zhí)行,需每個周期更新,實時處理。母線電壓BUS_voltage和驅(qū)動信號Rotation speed command實時性沒有這么高,可以另行處理。其系統(tǒng)設(shè)計框圖如下:

我們可以把實時處理的三相電流采樣打包成一個group(此樣例中為group0)。

把母線電壓和其他采樣打包成另一個group(此樣例中為group1)。

在每個載波周期中需更新AD采樣值,則設(shè)置group0和group1都由GPT觸發(fā)啟動(在本應(yīng)用中,使用兩組ADC分屬不同的ADC單元,所以group標號設(shè)置順序,不影響工程性能,可隨意設(shè)置),這樣AD采樣時機與載波周期相關(guān)聯(lián)。


此樣例工程所使用方案為三電阻采樣,需在每載波周期GPT下溢時刻觸發(fā)ADC采樣。請看本實例,可設(shè)置觸發(fā)在向下計數(shù)時觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換,并且技術(shù)匹配點為0,則下溢觸發(fā)時刻設(shè)置完成。

在group0中設(shè)置采樣完成中斷使能,使group0采樣完成后立即進入中斷,執(zhí)行FOC算法。這樣設(shè)計的目的是在采集完FOC算法所必須的三相電流數(shù)據(jù)后,就立即執(zhí)行FOC算法??梢允拐麄€系統(tǒng)邏輯運行設(shè)計更緊湊、合理。

具體到不同實際應(yīng)用,如果采樣通道確需打包為兩個或兩個以上的group,建議參考數(shù)據(jù)手冊Table 36.4,將優(yōu)先級高的采樣信號(如此處的三相電流采樣)選擇同一個采樣單元(如此處ADC0)的所屬通道(比如本樣例工程使用AN000,AN002,AN004),將優(yōu)先級低的采樣信號(如此處的母線電壓和驅(qū)動信號)選擇另外的采樣單元(如此處ADC1)的所屬通道(比如本樣例工程使用AN006,AN008),這樣可以使兩個采樣單元同時觸發(fā)執(zhí)行,提高運行效率。

如果需設(shè)置超過2個以上group,且由同一個觸發(fā)源啟動,并且使用的是同一個采樣單元,此時小標號的group0優(yōu)先級高,會先執(zhí)行。比如,group0由采樣單元0中的3個通道組成,group1由采樣單元0中的2個通道組成,那么當發(fā)生觸發(fā)時,group0優(yōu)先級高,先執(zhí)行,然后執(zhí)行g(shù)roup1。所以,請用戶在使用時根據(jù)實際情況進行評估,按照系統(tǒng)優(yōu)先級設(shè)置group。
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