Einführung in die C2000-Mikrocontroller
Der Mikrocontroller C2000 wurde speziell für die Echtzeitsteuerung entwickelt und hat zwei Hauptanwendungsbereiche: digitale Leistungssteuerung (z. B. Solar- und Windenergie, Kommunikations- und Serverstromversorgung) und Motorsteuerung (einschließlich Haushaltselektronikprodukten wie Klimaanlagen, Kühlschränken, Waschmaschinen, Drohnen, Elektrofahrzeugen, Wasserpumpen, industriellen Servoantrieben wie Industrierobotern, Servoantrieben, Wechselrichtern usw.). Aufgrund seiner Zertifizierungsanforderungen für den Automobilbereich eignet er sich auch für viele Automobilanwendungen.
Über F28003x
Der Mikrocontroller F28003x gehört zur C2000-Familie von Texas Instruments. Es handelt sich um einen Embedded-System-Chip für die Entwicklung industrieller Steuerungsanwendungen. Er wurde entwickelt, um zuverlässige, effiziente und leistungsstarke Verarbeitungsfunktionen für eine Vielzahl von Steuerungssystemen bereitzustellen, darunter Motorsteuerung, Energieumwandlung und digitale Signalverarbeitung.
Funktionen und Fähigkeiten
Echtzeit-Steuerungssystem
Das Echtzeit-Steuerungs-Subsystem basiert auf dem 32-Bit-DSP-Kern C28x von TI, der eine Signalverarbeitungsleistung von 120 MHz für Fließkomma- oder Festkomma-Code bietet, der aus dem On-Chip-Flash-Speicher oder SRAM ausgeführt wird. Die Leistung der C28x-CPU wird durch die Gleitkommaeinheit (FPU), den Trigonometriefunktionsbeschleuniger (TMU) und den erweiterten Befehlssatz VCRC (Cyclic Redundancy Check) weiter verbessert, wodurch die Geschwindigkeit der wichtigsten häufig verwendeten Algorithmen für Echtzeit-Steuerungssysteme beschleunigt wird.
Hochleistungsfähige Peripheriegeräte
Gleichzeitig integriert der Echtzeit-Mikrocontroller F28003x auch leistungsstarke Analogmodule, die eng mit der Verarbeitungseinheit und der PWM-Einheit verbunden sind, um eine bessere Echtzeit-Signalkettenleistung zu erzielen. 16 PWM-Kanäle, darunter 8 Kanäle mit hoher Auflösung (150 ps Auflösung), können verschiedene Leistungsstufen steuern, von Dreiphasen-Wechselrichtern bis hin zu Leistungsfaktorkorrektur und fortschrittlichen mehrstufigen Stromversorgungstopologien.
Kommunikationsschnittstellen
Eine Vielzahl von branchenüblichen Kommunikationsschnittstellen wie SPI, SCI, I2C, PMBus, LIN, CAN und CAN FD stehen nicht nur für die Konnektivität zur Verfügung, sondern bieten auch mehrere Pin-Muxing-Optionen für eine hervorragende Signalplatzierung. Die Fast Serial Interface (FSI) ermöglicht eine robuste Kommunikation mit bis zu 200 Mbit/s über Isolationsgrenzen hinweg.
Host-Schnittstellen-Controller
Die C2000-Plattform verfügt zusätzlich über den Host Interface Controller (HIC), eine Schnittstelle mit hohem Durchsatz, über die externe Hosts direkt auf die Ressourcen des F28003x zugreifen können. Im Vergleich zur vorherigen DSP-Generation wurde die Leistung dieser Geräteserie erheblich verbessert. Sie ist mit der Festkomma-C28x-Controller-Software kompatibel, was die Softwareentwicklung vereinfacht, den Entwicklungszyklus verkürzt und die Entwicklungskosten senkt.
Parameter
- Maximale Betriebsfrequenz: 120 MHz
- Flash-Speicher: 384 KB
- RAM: 69 KB
- Taktsystem: 10-MHz-Oszillatoren
- Analogsystem: 3 12-Bit-ADCs mit 4 MSPS Abtastrate, 2 DACs 12-Bit
- Kommunikationsschnittstellen: 2 CAN, 2 SPI, 2 I2C, 4 UART
- Peripheriegeräte: 2 Timer, 16 Kanäle PWM, 55 GPIO-Pins, 6-Kanal-DMA
- Temperatur: –40 °C bis 150 °C
F28003X Pinbelegung
F28003X Blockdiagramm
F28003x-Paket
Anwendungen
Der Mikrocontroller F28003x wird häufig in Anwendungen wie Elektrofahrzeugen, erneuerbaren Energiesystemen und der industriellen Automatisierung eingesetzt.
- Motorsteuerung: bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC), Wechselstrom-Induktionsmotoren und Schrittmotoren, Frequenzumrichter, Servoantriebe und Robotik.
- Leistungselektronik: Wechselrichter, Umrichter und Schaltnetzteile.
- Industrielle Automatisierung: speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI) und Sensoren.
- Erneuerbare Energiesysteme: Solarmodule, Windkraftanlagen und Energiespeichersysteme.
- Automobilanwendungen: Antriebsstrang, Fahrwerk, elektrische Servolenkung, Motormanagement und Sicherheitssysteme.
- Unterhaltungselektronik: High-End-Audiogeräte, Hausautomatisierungssysteme und Spielkonsolen.
