在馬達或電源工程中,往往需要采集多路AD信號,且這些信號的優先級和采樣時機不相同。本篇介紹在使用RA-T系列芯片建立馬達或電源工程時,如何根據需求來設置主要功能模塊ADC&GPT,包括采樣通道打包和分組,GPT觸發啟動的設置。本文以RA6T2為范例,結果可推廣到RA-T系列其他芯片和相關領域。
在馬達或電源工程中,需采樣的信號眾多。但是采樣信號的重要性并不相同,一般按優先級可分為兩類:
1) 算法必須使用的采樣數據,需在每個載波(算法)周期更新,優先級和實時性要求較高,比如馬達工程里的電機的三相電流,電源工程里的輸出目標的電壓或者電流。
2) 變化頻率不高或幅度基本穩定的采樣數據,有些不參與算法處理,但是仍需采集,以輔助系統控制,或者監控系統運行狀態,比如馬達工程的母線電壓,電源系統的輸入電壓,關鍵元器件溫度采樣等。
為了使設計更為靈活,RA6T2 ADC模塊采用虛擬通道的概念。客戶可以不受物理位置的限制,將相同類型功能通道編制到相鄰的虛擬通道位置,然后打包成group。通過對整體group屬性設置,統一協調控制通道的動作。
特別對于兩個單元共享的20-28通道,可以自由選擇,靈活使用。
以瑞薩官方提供的無位置傳感器FOC樣例工程為例,這個應用中需采樣5個信號。
其中三相電流信號Iu,Iv,Iw參與FOC算法執行,需每個周期更新,實時處理。母線電壓BUS_voltage和驅動信號Rotation speed command實時性沒有這么高,可以另行處理。其系統設計框圖如下:
我們可以把實時處理的三相電流采樣打包成一個group(此樣例中為group0)。
把母線電壓和其他采樣打包成另一個group(此樣例中為group1)。
在每個載波周期中需更新AD采樣值,則設置group0和group1都由GPT觸發啟動(在本應用中,使用兩組ADC分屬不同的ADC單元,所以group標號設置順序,不影響工程性能,可隨意設置),這樣AD采樣時機與載波周期相關聯。
此樣例工程所使用方案為三電阻采樣,需在每載波周期GPT下溢時刻觸發ADC采樣。請看本實例,可設置觸發在向下計數時觸發A/D轉換,并且技術匹配點為0,則下溢觸發時刻設置完成。
在group0中設置采樣完成中斷使能,使group0采樣完成后立即進入中斷,執行FOC算法。這樣設計的目的是在采集完FOC算法所必須的三相電流數據后,就立即執行FOC算法。可以使整個系統邏輯運行設計更緊湊、合理。
具體到不同實際應用,如果采樣通道確需打包為兩個或兩個以上的group,建議參考數據手冊Table 36.4,將優先級高的采樣信號(如此處的三相電流采樣)選擇同一個采樣單元(如此處ADC0)的所屬通道(比如本樣例工程使用AN000,AN002,AN004),將優先級低的采樣信號(如此處的母線電壓和驅動信號)選擇另外的采樣單元(如此處ADC1)的所屬通道(比如本樣例工程使用AN006,AN008),這樣可以使兩個采樣單元同時觸發執行,提高運行效率。
如果需設置超過2個以上group,且由同一個觸發源啟動,并且使用的是同一個采樣單元,此時小標號的group0優先級高,會先執行。比如,group0由采樣單元0中的3個通道組成,group1由采樣單元0中的2個通道組成,那么當發生觸發時,group0優先級高,先執行,然后執行group1。所以,請用戶在使用時根據實際情況進行評估,按照系統優先級設置group。
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原文標題:瑞薩RA-T系列芯片ADC&GPT功能模塊的配合使用
文章出處:【微信號:瑞薩MCU小百科,微信公眾號:瑞薩MCU小百科】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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