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华芯微特-SWM201-单电阻落地扇方案

芯片公司:华芯微特(Synwit)

发布时间:2022-05-11

方案介绍

电路板图2.png


主控32 位微处理器( SWM201 系列 MCU )介绍


1 概述

SWM201 系列 32 位 MCU(以下简称 SWM201)内嵌 ARM® CortexTM-M0 内核,凭借其出色的 性能以及高可靠性、低功耗、代码密度大等突出特点,可应用于工业控制、电机控制、白色家 电等多种领域。 SWM201 支持片上包含精度为 1%以内的 30MHz、60MHz 时钟,最高支持 60MHz 时钟输出。同 时提供最大为 32K 字节的 FLASH 和最大 8K 字节的 SRAM。此外,芯片支持 ISP(在系统编程) 操作及 IAP(在应用编程),用户可自定义 BOOT 程序。 SWM201 外设串行总线包括最多 2 个 UART 接口、1 个 ISP 接口、1 个 I2C 接口(支持主/从选 择),此外还具有 1 个 16 位看门狗定时器,1 个实时时钟(RTC)模块,2 组 24 位加强型定时 器,4 组 24 位基础型定时器,1 个 16 位正交编码器(QEI)模块,2 路 4 通道(共 8 通道) 16bit PWM,1 个除法器(DIV),1 个旋转坐标计算模块(CORDIC),1 个(最多 12 通道)通 道 12bit、1MSPS 的逐次逼近型 ADC 模块,3 路运算放大器模块,4 路比较器模块,并提供欠压 检测及低电压复位功能


2 特性


⚫ 内核

 ◼ 32 位 ARM® Cortex™-M0 内核

 ◼ 24 位系统定时器

 ◼ 工作频率最高 60MHz

 ◼ 硬件单周期乘法

 ◼ 集成嵌套向量中断控制器(NVIC),提供最多 32 个、4 级可配置优先级的中断

 ◼ 通过 SWD 接口烧录


⚫ 内置 LDO

 ◼ 供电电压范围 2.5V 至 5.5V


⚫ SRAM 存储器

 ◼ 8KB


⚫ FLASH 存储器

 ◼ 32KB

 ◼ 支持用户定制 ISP(在系统编程)更新用户程序

 ◼ 支持自定义 BOOT 程序


⚫ 串行接口

 ◼ UART*2,具有独立 8 字节 FIFO,最高支持主时钟 16 分频

 ◼ I2C*1,支持 7 位、10 位地址方式,支持 master/slave 模式

 ◼ SPI*1,具有 8 字节独立 FIFO,支持 SPI、SSI、I2S 协议,支持 Master/Slave


⚫ PWM 控制模块

 ◼ 独立 4 通道 16 位 PWM 产生器,互补模式下可扩展为 8 通道

 ◼ 提供新周期开始中断,高电平结束中断以及中心对称模式下的半周期中断

 ◼ 具有普通、中心对称输出模式

 ◼ 死区控制

 ◼ 由硬件完成与 ADC 的交互


⚫ 定时器模块

 ◼ 2 路 32 位(24 位计数器+8 位预分频)加强定时器,支持计数器、捕获、脉冲发送等 功能,1 路支持 HALL 接口

 ◼ 4 路 32 位(24 位计数器+8 位预分频)基础定时器

 ◼ 16 位看门狗定时器,溢出后可配置触发中断或复位芯片

 ◼ 内置低功耗定时器模块,使用内部 32KB 时钟,休眠计数并自唤醒

 ◼ QEI


⚫ GPIO

 ◼ 最多可达 44 个 GPIO

 ◼ 可配置 4 种 IO 模式

   ◆ 上拉输入

   ◆ 下拉输入

   ◆ 推挽输出

   ◆ 开漏输出

◼ 灵活的中断配置

   ◆ 触发类型设置(边沿检测、电平检测)
   ◆ 触发电平设置(高电平、低电平)

   ◆ 触发边沿设置(上升沿、下降沿、双边沿)


⚫ 模拟外设

 ◼ 12 位 12 通道高精度 SAR ADC

   ◆ 采样率高达 1MSPS

   ◆ 支持 single/scan 两种模式

   ◆ 独立结果寄存器

   ◆ 提供独立 FIFO

   ◆ 可由软件/PWM/TIMER 触发

 ◼ OPA*3

   ◆ 2 路支持内置 PGA,支持 5/10/15 倍放大

   ◆ 每个通道输出引脚支持直接进入复用 ADC 模块

 ◼ CMP*4

   ◆ CMP0/1/2 输出可直接选择接入 HALL 信号

   ◆ CMP3 输出可直接连接至 PWM 刹车信号(PWMBREAK2)


⚫ 欠压检测

 ◼ 支持欠压检测

 ◼ 支持多级欠压中断和复位选择


⚫ 时钟源

 ◼ 30MHz、60MHz 精度可达 1%的片内时钟源

 ◼ 32KHZ 片内时钟源

 ◼ 片外 4~32Mhz 片外晶振

 ◼ 片外 32KHZ 时钟,供 RTC 使用


⚫ CORDIC

 ◼ 14 个时钟迭代得到结果

 ◼ 计算 sin 和 cos 时,输入弧度范围建议在 0.01 ~1.56 

 ◼ 计算 arctan 数值范围建议在 0.05 ~ 10000

 ◼ 输出结果支持查询和中断方式


⚫ DIV

 ◼ 支持 32 位整数除法运算及求余运算

 ◼ 支持 32 位开方运算,支持小数位

 ◼ 除法单次运算最多耗时 32 个时钟,开方单次运算耗时 16/32 个时钟

 ◼ 支持有符号数和无符号数运算


⚫ 其他

 ◼ 自定义 BOOT 程序

 ◼ 96BIT 独立 ID


⚫ 低功耗

 ◼ 浅睡眠:38uA

 ◼ 深睡眠:200nA


⚫ 环境

 ◼ 工作温度:-40℃~105℃

 ◼ 保存温度:-50℃~150℃

 ◼ 湿度等级:MSL3v>


⚫ 封装

 ◼ LQFP48

 ◼ SSOP28


⚫ 应用范围

 ◼ 仪器仪表

 ◼ 工业控制

 ◼ 电机驱动

 ◼ 白色家电

 ◼ 可穿戴设备


3 功能方框图

mcu功能线框图.png



4 管脚配置

5.1 SWM201C6T7

MCU 管脚配置1.png


 5.2 SWM201G6S7


MCU 管脚配置2.png

单电阻落地扇电机驱动 DEMO 方案


一、概述 

SYNWIT 单电阻落地扇电机驱动 DEMO 方案, 低压 PMSM 电机,软件上采 用 SVPWM 空间电压矢量调制技术,直接闭环启动,相比传统方波效率提高 15%, 具有更小的谐波分量及转矩脉动,同时采用 32 位高速 MCU 芯片 SWM201GS7_SSOP28 封装为主控,为驱动算法运行、速度提升及转矩调节精度 提供保障。具有低噪音、低损耗、运行平稳、使用寿命长、无极调速等技术优势, 为广大客户提供高性价比、稳定可靠的 DEMO 方案参考。


电路板图.png

图1 : 单电阻落地扇电机驱动 DEMO 板实物图和接口说明


二、DEMO 功能特点 

1、支持顺、逆风启动

2、PWM 无级调速

3、恒转速控制

4、堵转保护、过电压保护、欠电压保护、过流保护、短相保护,缺相保护


三、 DEMO 规格参数与测试确认

参数.png


四、 DEMO 资料

 

4.1 原理图 


预驱电路、测温电路

线路图1.png


MCU 主控、复位电路

线路图2.png

驱动电路 、电流采样电路


线路图3.jpg


外围调速、反馈、通讯、母线电压检测、指示灯电路


线路图4.png



 4.3 待机功耗  


在关闭一部分内部电路,可以 PWM 调速唤醒,实测在 12V 供电时,12V 输入端的电 流是 10mA 以下,合 0.12W。


4.4 测试过程中温升测试


测试1.png


五、重要波形记录  


5.1 低挡启动波形(调速占空比 10%)


测试2.png

放大细节


测试3.png

系统方块图

原理图.jpg

核心器件

图片 数据手册 商品名称 产品型号 产品描述 品牌 单机用量 价格 操作
32位MCU微控制器 SWM201G6S7 ARM®Cortex-M0 32bit MCU 32K FLASH 8K SRAM Synwit 1 2.8774

1+ 4.6987

10+ 4.1031

30+ 3.7626

100+ 3.1670

500+ 2.8774

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