CN200959589Y - 一种8位risc微控制器构架 - Google Patents

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CN200959589Y CNU2006200465809U CN200620046580U CN200959589Y CN 200959589 Y CN200959589 Y CN 200959589Y CN U2006200465809 U CNU2006200465809 U CN U2006200465809U CN 200620046580 U CN200620046580 U CN 200620046580U CN 200959589 Y CN200959589 Y CN 200959589Y
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许漪
岳卫杰
潘松
陈光胜
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SHANGHAI EASTSOFT MICROELECTRONICS CO., LTD.
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Abstract

本实用新型公开了一种新型的8位RISC微控制器构架，其包含一个双速电机控制模块，所述双速电机控制模块包括电机驱动控制模块和电机电流检测模块，CPU通过总线与所速双速电机控制模块相连，通过控制寄存器控制所述双速电机控制模块的工作模式和工作状态，所述双速电机控制模块同时通过总线与输入输出端口相连，复用输入输出端口控制外围电路。本实用新型提高了芯片集成度，减少了微控制器开发周期和生产成本。

Description

一种8位RISC微控制器构架
技术领域
本实用新型属于半导体集成电路设计领域，具体涉及一种8位RISC微控制器构架。
背景技术
随着集成电路微控制器技术的高速发展，越来越多的微控制器运用到社会生活的各个领域，对国民经济的发展起到了必不可少的促进作用。尤其是在电动控制领域中，8位RISC微控制的地位更是举足轻重。
目前，市场上较为成熟的电动车控制器主要是由驱动部分，过流检测部分，MCU信号处理部分组成。驱动部分可由两种方法来实现，一是专门的MOSFET驱动芯片，二是由逻辑元器件分立元器件组成的电路。市场上通用的芯片例如MICROCHIP、Holtek、Motorola的芯片均采用上述两种方案来对电机进行控制，其电流检测和电机驱动都是通过外围电路实现的。
但随着电动车控制方案的日益成熟，控制器的成本在被一步步地压缩，要求控制器的性价比越来越高。传统控制器的MCU也体现出了一些不足之处：(1)集成度不高，致使传统控制器的分离元件较多，面积较大，同时控制板出现错误的概率较高；(2)使用及配置不便，程序编写复杂，可靠性低；(3)开发周期长，生产成本高。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题在于提供一种新型8位RISC微控制器构架，使得微控制器的集成度提高，生产成本降低，使用更加方便。
本实用新型是通过以下技术方案实现：一种8位RISC微控制器构架，包括：中央处理单元CPU、通过程序总线连接到CPU的程序存储器、通过数据总线连接到CPU的数据随机存储器、时钟产生器、上电复位电路、监视定时器、基本定时/计数器、捕捉/比较/脉宽调制模块、模/数转换器、高速串行外围接口、芯片间总线方式、高速同步异步接收发送器以及双速电机控制模块。所述双速电机控制模块包括电机驱动控制模块和电机电流检测模块，CPU通过总线与所速双速电机控制模块相连，通过控制寄存器控制所述双速电机控制模块的工作模式和工作状态，所述双速电机控制模块同时通过总线与输入输出端口相连，复用输入输出端口控制外围电路。
其中，所述电机驱动控制模块包括数字滤波电路、过流硬件控制电路、刹车控制电路、霍尔中断逻辑电路、霍尔表译码电路和控制输出电路。数字滤波电路连接霍尔中断逻辑电路，数字滤波电路、过流硬件控制电路和刹车控制电路连接霍尔表译码电路，霍尔表译码电路连接控制输出电路，CPU通过控制寄存器设置和选择所述电机驱动控制模块的各个电路的模式和状态。
所述控制输出电路包括两组驱动控制输出，每组驱动控制输出包括端口控制和输出控制，每组输出控制连接端口控制，所述驱动控制输出根据控制寄存器的控制信号选择由每组驱动独立输出或两组同时输出，以及每组输出的端口。
所述电机电流检测模块包括放大电路、比较电路和滤波电路，比较电路连接滤波电路，所述电机电流检测模块根据控制寄存器的控制信号选择输入电机模拟信号。
本实用新型所给出的一种新型的8位RISC微控制器构架将过流检测部分、MCU信号处理部分和部分逻辑元器件集成在一个集成电路模块，用户在使用的时候非常简单，外围电路只需要通过简单的配置就可实现对电机的安全可靠控制，不仅方便了操作以及程序编写，大大减少出错率，而且极大地缩减了开发周期，减少了生产成本。
附图说明
图1是本实用新型的微控制器构架的框图；
图2是本实用新型的双速电机控制模块的驱动控制原理图；
图3是本实用新型的双速电机控制模块的电流检测原理图；
具体实施方式
下面结合附图与实施例进一步说明本实用新型。
请参阅图1，图1为本实用新型的微控制器构架的框图。如图1所示，双速电机控制模块是MCU内部的一个独立的功能模块电路，包括电机驱动控制模块和电机电流检测模块。CPU通过总线与双速电机控制模块相连，通过控制寄存器控制双速电机控制模块的工作模式和工作状态，双速电机控制模块同时通过总线与输入输出端口相连，复用输入输出端口控制外围电路。CPU通过8位数据总线1和控制总线2对双速电机控制模块进行设置，控制总线2包括时钟信号、寄存器读写信号等。CPU通过对电机控制寄存器的设置使得双速电机控制模块工作，通过对端口控制寄存器的设置来选择双速电机控制模块信号输入和输出。霍尔信号、电机控制过流信号、电机控制模拟信号通过数据线4由输入端口输入至双速电机控制模块，产生相关的标志信号3，包括霍尔变化中断标志信号、过流中断标志信号等，这些信号都将反馈给CPU的相关模块。CPU通过控制总线2和标志信号3对输入输出I/O口进行输入输出设置，使得双速电机驱动控制信号通过输出端口输出。
请参阅图2，图2为本实用新型的双速电机控制模块的驱动控制原理图。如图2所示，电机驱动控制模块包括数字滤波电路、过流硬件控制电路、刹车控制电路、霍尔中断逻辑电路、霍尔表译码电路和控制输出电路。控制输出电路包括两组驱动控制输出，每组驱动控制输出包括输出控制和端口控制，每组输出控制连接端口控制。数字滤波电路连接霍尔中断逻辑电路，数字滤波电路、过流硬件控制电路和刹车控制电路连接霍尔表译码电路，霍尔表译码电路连接控制输出电路。CPU通过控制寄存器设置和选择电机驱动控制的各个电路的模式和状态，如数字滤波电路是否滤波以及滤波时间、过流硬件控制电路是否使能该电路以及过流中断、电子刹车控制电路是否需要制动以及制动模式、霍尔表译码电路的译码表选择、选择由每组驱动控制输出独立输出或两组同时输出、选择由输出控制1或输出控制2输出、选择端口控制是否使能双速电机驱动控制模块及配置端口为普通的I/O口或驱动输出。
如图2所示，霍尔信号从数字滤波电路输入，经滤波后分别输入至霍尔中断逻辑电路和霍尔表译码电路。一旦霍尔信号产生变化就会产生霍尔变化中断信号e，并反馈给CPU。霍尔表译码电路根据已滤波的霍尔输入信号a，刹车控制信号b，过流硬件控制信号c，电路方向控制信号d选择相应的霍尔译码表译码输出。
请参阅图3，图3为本实用新型的双速电机控制模块的电流检测原理图。如图3所示，电流检测模块包括放大电路、比较电路和滤波电路。电流检测电路在工作过程中，电机电流检测模块根据控制寄存器的控制信号选择输入电机模拟信号，电机控制模拟信号通过CPU控制端口寄存器分别输入至放大电路和比较电路。电流信号经放大电路放大后输出至数模转换器ADC进行采样，放大的信号必须在数模转换器ADC可识别的范围内。输入至比较电路的电流信号与同时输入比较电路的基准信号进行比较，当过流时就会产生过流中断，经滤波后输出并反馈给CPU相关的模块。
以上所述的实施例仅为说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此来限定本实用新型的保护范围，即依本实用新型所揭示的精神所作的均等变化或修改仍应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种8位RISC微控制器构架，包括：中央处理单元CPU、通过程序总线连接到CPU的程序存储器、通过数据总线连接到CPU的数据随机存储器、时钟产生器、上电复位电路、监视定时器、基本定时/计数器、捕捉/比较/脉宽调制模块、模/数转换器、高速串行外围接口、芯片间总线方式、高速同步异步接收发送器以及双速电机控制模块，其特征在于，所述双速电机控制模块包括电机驱动控制模块和电机电流检测模块，CPU通过总线与所速双速电机控制模块相连，通过控制寄存器控制所述双速电机控制模块的工作模式和工作状态，所述双速电机控制模块同时通过总线与输入输出端口相连，复用输入输出端口控制外围电路。
2.根据权利要求1所述的一种8位RISC微控制器构架，其特征在于，所述电机驱动控制模块包括数字滤波电路、过流硬件控制电路、刹车控制电路、霍尔中断逻辑电路、霍尔表译码电路和控制输出电路，数字滤波电路连接霍尔中断逻辑电路，数字滤波电路、过流硬件控制电路和刹车控制电路连接霍尔表译码电路，霍尔表译码电路连接控制输出电路，CPU通过控制寄存器设置和选择所述电机驱动控制模块的各个电路的模式和状态。
3.根据权利要求2所述的一种8位RISC微控制器构架，其特征在于，所述控制输出电路包括两组驱动控制输出，每组驱动控制输出包括端口控制和输出控制，每组输出控制连接端口控制，所述驱动控制输出根据控制寄存器的控制信号选择由每组驱动独立输出或两组同时输出，以及每组输出的端口。
4.根据权利要求1所述的一种8位RISC微控制器构架，其特征在于，所述电机电流检测模块包括放大电路、比较电路和滤波电路，比较电路连接滤波电路，所述电机电流检测模块根据控制寄存器的控制信号选择输入电机模拟信号。
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