复旦微MCU 电机应用 | 基于FM33LF0xx系列的线性驱动应用

前言

线性驱动作为电动执行器在智能家居、智慧办公、汽车部件、医疗器械、工业自动化等领域都具有广泛应用。它将电机的旋转运动转换为直线运动，可以实现整个机械结构的伸缩往复以及角度等复杂的调整。

如今舒适、智能的生活往往离不开线性驱动，如病人的护理床、办公的升降桌、光伏的太阳能追踪器、汽车的升降杆等一系列产品。如上的应用场景对于控制的稳定性和可靠性有较高要求，这些关系到客户的使用感受和安全性。

复旦微MCU基于多年在工业上的可靠性和抗干扰的技术积累，推出的FM33LF0xx系列MCU符合线性驱动行业升级考量，同时复旦微MCU团队提供相关的特色技术支持和电机控制算法支持，为智能线性驱动客户增强产品核心竞争力，并加快客户产品开发进度。

基于复旦微FM33LF016的电动床整体方案，实现单模块的多电机控制，可控制床头、床尾升降控制、实现记忆位置保持、无线遥控和手机蓝牙控制等特色功能；FM33LF0xx系列MCU支持LED和LCD驱动，LED支持 PWMdimming调光功能，可实现缓亮缓熄的舒适调光功能；CAN总线可实现医院中多医疗床的通信以及控制。基于集成度高的FM33LF0xx系列MCU助力客户加速开发进度，丰富产品功能、以及整体的成本优化等优势。

方案介绍

一、FM33LF0xx基本特点

FM33LF0xx系列MCU具有低成本、高主频兼具低功耗、以及集成丰富模拟外设和通信外设，如下图所示。

CPU：

基于Cortex-M0+内核、主频 72Mhz

硬件加速单元：

硬件除法、开方，可减少复杂运算的时间周期

存储:

Flash64K (64位Flash取指速度快)、RAM 8K

通信外设:

FSCAN，支持CAN2.0B

5*UART(具备LIN功能)、2*SPI、2*SENT、2*LPUART

模拟外设:

12bit 2Msps SAR-ADC

10bit DAC

2*OPA(rail-to-rail)

4*快速模拟比较器

定时资源：

电机专用PWM：PWM互补通道，支持多点触发，对单电阻方案具有优势；支持互补、刹车、输入捕获等功能

其他丰富定时资源：16bit 通用定时器、16bit TAU定时器阵列、16bit基本定时器、16bit 低功耗定时器

LCD/LED：

LCD支持1、2、4、6、8COM、支持闪烁功能

LED支持 PWMdimming调光功能、实现缓亮缓熄功能

二、电动床应用方案介绍

电动床对于MCU的集成度要求较高，需要控制多个执行器(线性驱动、按摩电动)，并需要多点的电压/电流采样。

复旦微FM33LF0xx系列MCU作为方案的主控，主要负责执行电机的控制逻辑、采集霍尔信号、电流信号、电压信号、接受反馈信息并进行逻辑处理。

FM33LF0xx系列MCU模拟外设集成ADC、DAC，并且内置2路OPA，不需要外置运放进行信号调制；集成4路COMP，可进行各类保护操作。

外接2.4G模块和蓝牙模块可与控制器和手机进行无线通信。同时可以利用CAN/LIN通信进行节点控制和协处理器通讯的拓展，可以进行集中管理和控制，如下图为硬件实物。

三、FM33LF0xx线性驱动应用优势

定时资源方面：FM33LF0xx具备多TIMER，集成16bit-ATIM、16bit-GPTIM、TAU(定时器阵列)、16Bit-BSTIM、16bit-LPTIM等多种丰富定时资源可供客户选择和使用

模拟方面：集成多运放、比较器，2Msps高速SAR-ADC、精减电路设计，降低干扰；DAC可实现语音提示功能(相关例程提供)。

电机控制方面：支持多电机控制；支持多种保护(过流、过载、过压、欠压等)；同步支持可靠稳定的无感FOC算法。

通信方面：支持CAN通信，可多主控进行通信和控制，拓展应用强；支持LIN通信，可实现主从协调工作

电源方面：支持宽电压1.8~5.5V，电源设计更灵活可靠

显示方面：单芯片即可实现控制+显示，整体成本优化；且LED支持缓亮缓息的PWMdimming 舒适调光

其他特色：硬件除法、开方硬件加速单元可减少复杂运算的时间周期

总结

复旦微FM33LF0xx系列MCU不仅在线性驱动行业有着优势应用，在其他场景也具有广泛良好应用，如：

家电：油烟风机、冰箱压缩机、强排电机、空调风机等

工业：园林工具、电焊机、气体检测、逆变电源、电梯、工业工具、工业仪表等

医疗&汽车：电动轮椅、血糖仪、汽车线性驱动应用等

如今电机广泛应用在各行各业，并且处于快速发展阶段，复旦微MCU团队一直在可靠、安全、集成等技术上深耕，针对不同行业应用的电机控制进行优化，并依靠多年工业应用经验，可提供客户全面且强有力的技术支持服务，助力客户快速实现产品的创新和市场竞争力。