Microchip公司的dsPIC33F系列是高性能16位數字信號控制器（DSC），采用改進的哈佛架構，高達40MIPS，16位數據通路，24位指令，工作電壓3.0V~3.6V，主要用在各種馬達控制如無刷DC馬達，單相和三相馬達與開關磁阻電動機。此外也可用在UPS、逆變器、開關電源、功率因素修正以及服務器、通信設備和其他工業(yè)設備的電源管理模塊。
dsPIC33FJXXXMCX06A/X08A/X10A系列器件可支持多種電機的控制應用，如無刷直流電機，單相和三相感應電機，開關磁阻電機。dsPIC33F電機控制產品也非常適合于不間斷電源（UPS），逆變器，交換式電源供應器，功率因數校正以及服務器、電信設備和其他工業(yè)設備中的電源管理模塊的控制。
圖1 dsPIC33F系列方框圖
圖2 Cerebot MC7馬達控制板框圖
dsPIC33F主要特性
工作范圍：
•最高可達40 MIPS的操作（3.0V~3.6V）：
-工業(yè)級溫度范圍（-40℃~85℃）
-擴展級溫度范圍（-40℃~125℃）
•最高可達20 MIPS的操作（3.0V~3.6V）：
-高溫范圍（-40℃~150℃）
高性能DSC CPU：
•改進型哈佛架構
• C編譯器優(yōu)化指令集
• 16位寬數據總線
• 24位寬指令
•可尋址最大4M指令字的線性程序存儲空間
•可尋址最大64kB線性數據存儲器
• 83條基本指令：多數為單字節(jié)/ 單周期指令
•兩個40位累加器：
-帶舍入和飽和選擇
•靈活和強大的尋址模式：
-間接尋址、模尋址和位反轉尋址
•軟件棧
16位×16位小數/整數乘法運算
• 32/16位和16/16位除法運算
•單周期乘法和累加運算：
- DSP操作的累加器回寫
-雙數據取操作
•可將最多40 位數據左移或右移最多16 位
直接內存訪問（DMA）：
• 8通道硬件DMA
• 2 kB雙端口DMA緩沖區(qū)（DMA RAM）以存儲通過DMA傳輸的數據：
-允許CPU執(zhí)行代碼時在RAM和外 設之間進行數據傳輸（不額外占用周期）
•大多數外設支持DMA
中斷控制器：
•中斷響應延時5個周期
•最多67個可用中斷源
•最多五個外部中斷
• 7個可編程優(yōu)先級
•五個處理器異常響應數字I/O：
•最多85個可編程數字I/O引腳
•最多24個引腳上具有喚醒/變化中斷功能
•輸出引腳可驅動3.0V~3.6V電壓
• 5V容限的引腳呈漏極開路配置，最 高其有5.5V輸出，并有一個外部上拉
•所有I/O引腳具有4mA的電流吸入 能力
片上閃存和SRAM：
•閃存程序存儲器，最大256 kB
•數據SRAM，最高30kB（包括2kB的DMA RAM空間）
系統(tǒng)管理：
•靈活的時鐘選項：
-外部晶振，諧振器和內部RC
-全集成PLL
-極低抖動PLL
•上電定時器
•振蕩器啟動定時器/穩(wěn)定器
•自帶RC振蕩器的看門狗定時器
•故障保護時鐘監(jiān)視器（FSCM）
•多個復位源
電源管理：
•片上2.5V穩(wěn)壓器
•實時時鐘源切換
•可快速喚醒的空閑，休眠和打盹模式定時器/捕捉/比較/PWM：
•定時器/計數器，最多9個16位定時器：
-最多可以配對成4個32位定時器
- 1個定時器，可依靠外部32.768 kHz振蕩器用作實時時鐘（RTC）
-可編程的預分頻器
•輸入捕捉（最多八通道）：
-可捕捉上升沿，下降沿或上升/下降沿
- 16位捕捉輸入功能
-每路捕捉都有4字深度的FIFO緩沖
•輸出比較（最多八通道）：
- 一個或兩個16位比較模式
- 16位無毛刺PWM模式
通信模塊：
• 3線SPI（2個模塊）：
-幀支持簡單編解碼的I/O接口
-支持8位和16位數據
-支持所有串行時鐘格式和采樣模式
• I2C（2個模塊）：
- 完全支持多主從模式
- 7位和10位尋址
-總線沖突檢測和仲裁
-集成信號調理
-從地址掩碼
• UART（2個模塊）：
-檢測到地址位時產生中斷
-檢測UART錯誤產生中斷
-檢測到啟動位時將器件從休眠模式喚醒
- 4字符的發(fā)送和接收FIFO緩沖區(qū)
- LIN/J2602支持
-硬件IrDA編碼和解碼
-高速波特率模式
-使用CTS和RTS的硬件流控制
•增強型CAN（ECAN技術）2.0B
active版本（多達2個模塊）：
-多達8個發(fā)送緩沖區(qū)以及32個接收緩沖區(qū)
- 16個接收濾波器和3個屏蔽寄存器
-用于診斷和總線監(jiān)視的環(huán)回模式、
監(jiān)聽模式和監(jiān)聽所有報文模式
-收到CAN報文時喚醒器件
-自動處理遠程傳輸請求
-使用DMA的 FIFO模式
- DeviceNet尋址支持
-電機控制外設：
•電機控制PWM（最多八通道）：
- 4個占空比發(fā)生器
-獨立或互補模式
-可編程死區(qū)時間和輸出極性
-邊緣或中心對齊
-手動輸出優(yōu)先控制
-兩個故障輸入
- ADC轉換的觸發(fā)
-16位分辨率的PWM頻率（40MIPS）
=1220Hz邊沿對齊模式，610Hz中 心對齊模式
- 11位分辨率的PWM頻率
（40MIPS）=39.1 kHz的邊沿對齊模式，19.55 kHz的中心對齊模式
•正交編碼器接口（QEI）模塊：
- A相、B相和檢索脈沖輸入
- 16位上升沿/下將沿位置計數器
-計數方向狀態(tài)
-位置測量（x2和x4）模式
-輸入端的可編程數字噪聲濾波器
-備用16位定時器/計數器模式
-位置計數器計滿上/下溢中斷
模擬/數字轉換器（ADC）：
•器件中最多兩個ADC模塊
• 10位，1.1 Msps或12位，500ksps的轉換：
-兩個，四個或八個同時采樣
-最多32個帶自動掃描的輸入通道
-轉換啟動可手動進行或與4個觸發(fā)
源中的一個同步進行
-休眠模式下也可進行轉換
-積分非線性誤差最大為±1 LSb
-微分非線性誤差最大為±1 LSb
CMOS閃存技術：
•低功耗，高速閃存技術
•全靜態(tài)設計
• 3.3V（±10％）工作電壓
•工業(yè)級溫度級和擴展級級溫度
•低功耗
封裝：
•100引腳TQFP（14mm×14mm×1mm和12mm×12mm×1mm）
• 80引腳TQFP（12mm×12mm×1mm）
• 64引腳TQFP（10mm×10mm×1mm）
• 64引腳QFN（9mm×9mm×0.9mm）
Cerebot MC7馬達控制板
Cerebot MC7板是基于Microchip dsPIC 16位數字信號控制器的微控制器開發(fā)板。
Cerebot MC7主要是作為機電器件控制器，如，直流電機。該微控制器采用的是經過電機控制優(yōu)化的dsPIC系列的dsPIC33FJ128MC706A。
Cerebot MC7具有4個半橋電路，其額定電壓在5A時為24V。每一個半橋電路都連接到dsPIC A/D轉換器，以測量閉環(huán)反饋控制的電壓和電流。這些半橋可以用來控制兩個有刷直流電機，兩個兩極步進電機，一個直流無刷電機，一個單極步進電機。此外，該板可用于實現(xiàn)開關DC/DC轉換器的控制器。
圖3 Cerebot MC7馬達控制板電路圖（1）
圖4 Cerebot MC7馬達控制板電路圖（2）
Cerebot MC7馬達控制板主要特性
• dsPIC33FJ128MC706A微控制器
•四個24V/5A帶電流和電壓反饋的半
橋式電路，并提供過電流中斷
•電源電壓最高24V
• 5V/4A開關電源
•集成的編程/調試電路
• CAN網絡接口
•用于Digilent外設模塊板的3個Pmod連接器
•八個RC伺服連接器
•兩個I2C菊花鏈連接器
• 256kbits I2C EEPROM
•兩個按鈕和四個LED
•所有I/O引腳的ESD保護和短路保 護
