HPM6750芯片實(shí)現(xiàn)HMI與四軸伺服運(yùn)動(dòng)控制方案

當(dāng)前工業(yè)應(yīng)用多軸伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間、響應(yīng)速度和穩(wěn)定性等指標(biāo)要求越來越高，傳統(tǒng)四軸伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)多采用模塊化方式集成，HMI+Ether CAT/NVUC等控制器+伺服驅(qū)動(dòng)器（多個(gè)組成）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所掛載的伺服驅(qū)動(dòng)器越多，數(shù)據(jù)傳輸和處理越復(fù)雜，控制精度、實(shí)時(shí)性、同步性能也相應(yīng)受限。

四軸伺服電機(jī)方案介紹

本方案單芯片實(shí)現(xiàn)HMI與四軸伺服運(yùn)動(dòng)控制，無需總線通信反饋與交互控制，片內(nèi)完成所有數(shù)據(jù)采集、處理和顯示，對(duì)伺服控制和四電機(jī)的同步控制效率大大提高，如下演示視頻為通過UI交互下的四軸伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

HPM6750芯片資源介紹

HPM6750采用雙RISC-V內(nèi)核，主頻達(dá)816MHz ，憑借先楫半導(dǎo)體的創(chuàng)新總線架構(gòu)、高效的L1緩存和本地存儲(chǔ)器，創(chuàng)下了MCU 高于 9000 CoreMark和 4500以上 的DMIPS性能新記錄，創(chuàng)造了RISC-V 全球主頻和跑分新紀(jì)錄。除了高算力RISC-V CPU，HPM6700系列產(chǎn)品還創(chuàng)造性地整合了一系列高性能外設(shè)：包括支持2D圖形加速的顯示系統(tǒng)、高速USB、千兆以太網(wǎng)、CAN FD等通訊接口，高速12位和高精度16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，面向高性能電機(jī)控制和數(shù)字電源的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

HPM6750電機(jī)控制單元介紹

HPM6750系列支持4套電機(jī)控制單元，每個(gè)單元包括1個(gè)PWM定時(shí)器，一個(gè)正交編碼器接口，一個(gè)霍爾傳感器接口和1個(gè)互聯(lián)管理接口，配合片上提供的數(shù)模轉(zhuǎn)換ADC模塊和ACMP等外設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制4個(gè)電機(jī)。包含1個(gè)同步定時(shí)器，可以用于4套電機(jī)控制單元間進(jìn)行同步。

1、PWM定時(shí)器

支持4個(gè)PWM定時(shí)器，單個(gè)PWM支持高達(dá)28位計(jì)數(shù)，支持24個(gè)通道；

2、同步定時(shí)器

當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到比較值會(huì)輸出一個(gè)比較事件，可以連接到其他定時(shí)器用作同步；

3、正交編碼器接口QEI

支持4個(gè)正交編碼器接口QEI，用以測(cè)量感應(yīng)電機(jī)位置信息；

4、霍爾傳感器接口HALL

支持4個(gè)霍爾傳感器接口HALL；

5、互聯(lián)管理TRGM

支持多個(gè)外設(shè)的輸入輸出信號(hào)可以相互連接，使得多個(gè)外設(shè)可以相互配合使用；

支持?jǐn)?shù)字濾波，互聯(lián)管理器支持管理外設(shè)DMA請(qǐng)求；

6、模擬外設(shè)

支持3個(gè)12位ADC，支持20個(gè)輸入通道，支持單端和差分輸入，高達(dá)5M采樣率；

支持1個(gè)16位ADC，支持8個(gè)輸入通道，高達(dá)2M采樣率。

四軸伺服驅(qū)動(dòng)評(píng)估板

視頻中實(shí)現(xiàn)UI顯示和四電機(jī)控制的評(píng)估為Four-Motor-HPM6750-MB評(píng)估板，該板設(shè)計(jì)上有4個(gè)電機(jī)專用接口，支持4個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板同時(shí)插入使用，同時(shí)控制4個(gè)電機(jī)。每個(gè)接口支持1路母線電壓采集、3個(gè)相電流采集、6通道PWM控制，共支持4路編碼器輸入，硬件正交解碼獲取轉(zhuǎn)子位置，實(shí)現(xiàn)伺服FOC控制。

審核編輯：郭婷