小华HC32F448系列新品:工业控制应用的最佳选择

一个典型的工业自动化运动控制系统一般由人机交互界面、控制器、驱动器、电机等部件构成。人机交互界面用于与操作员对话并将运动指令下达给控制器,同时监控系统的运动状态;控制器接收操作指令后进行运动轨迹规划,向驱动器发送控制信号;驱动器将控制信号转变为电流和电压信号;执行电机按所设定的力矩、速度、位置等指令信号完成相应的运动。因此,控制器相当于运动控制系统的“大脑”,驱动器相当于“心脏”,电机则充当了“手脚” 的角色。

 

产品介绍

针对入门工业控制应用,小华推出了HC32F448系列新品,如图1,采用ARMCortex-M4内核,Vcc为1.8 ~ 3.6V,200MHz主频,内置256KB Flash,68KB SRAM,内部集成PLL,3个12-bit 2.5MSPS SAR ADC,2*12-bit DAC,6*U(S)ART、3*SPI、2*I2C、2*CAN等外设,有QFN32/QFN48/LQFP48/LQFP64/LQFP80五种封装。

 

 

图1 HC32F448系列产品框图

 

对于熟悉小华HC32F460明星产品的小伙伴们,一定很想知道F448新品相比F460有哪些规格上的迭代,这是必须的,请参考下表:

 

 

关键规格

电机控制,是工业控制的核心领域。典型的电机控制主要由电流环、速度环、位置环、功率单元,位置和速度检测控制单元,主控和通讯部分等组成。为实现电机控制应用,F448新品在算力、Timer规格、模拟外设等方面做了专门的设计。

1)高性能CPU,配合多主机并发总线架构,实现高算力(250 DMIPS)和高效数据处理能力

2)有3个步进电机驱动专用Timer,一个Timer可以输出4对互补PWM波形,具备硬件死区功能

3)通过TimerA组合,输入正交编码器信号,同时实现时间捕获和计数功能,做到硬件同步时间和计数,满足NT法计数,便于变频器和步进电机的闭环控制

4)丰富模拟外设,3 个12-bit2.5MSPS ADC Units(支持过采样和多重Buffer功能),2个12-bit DAC(可对外输出),4 个独立电压比较器(CMP)

5)6*U(S)ART,2*CAN,满足多路U(S)ART和CAN的应用

6)高可靠性,宽温度范围(-40~105°C),满足复杂工业环境应用

 

市场应用

HC32F448系列产品除延续F460空调室外机双电机控制市场应用之外,主要面向低压变频器电机控制、步进电机驱动、工业伺服编码器等入门工业控制垂直细分应用。同时,也适用于256KB/128KB Flash配置的这类量大且种类繁多的Mass market。

2F448在低压变频器上的应用,是一个380V输入,三相全桥的拓扑结构。

 

 

图2是F448在低压变频器

3F448在工业步进电机驱动的应用,是一个220V输入,四路半桥拓扑结构。

 

 

图3 步进电机电驱应用

 

结论

小华HC32F448系列新品是一款高算力、模拟特性丰富、集成电机专有Timer的MCU,是空调室外机双电机控制、低压变频器驱动、步进电机驱动、工业伺服编码器以及通用市场等应用领域微控制器的最佳选择。