對(duì)于角旋轉(zhuǎn)位置反饋的伺服電機(jī)來(lái)說(shuō)，一般都是通過(guò)施加脈沖寬度調(diào)制（PWM）信號(hào)，以精確控制運(yùn)動(dòng)。工程師可以通過(guò)改變PWM信號(hào)的寬度來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和方向，因此生成PWM信號(hào)的MCU的作用至關(guān)重要。

微控制器使用計(jì)時(shí)器生成PWM信號(hào)，然后可以修改配置以控制旋轉(zhuǎn)伺服器手臂，這是一類(lèi)特殊的電動(dòng)機(jī)，通常用于在工業(yè)機(jī)器人，CNC機(jī)械和自動(dòng)化制造中創(chuàng)建閉環(huán)控制系統(tǒng)。

伺服電動(dòng)機(jī)利用位置反饋來(lái)控制其運(yùn)動(dòng)和最終位置，這需要相對(duì)復(fù)雜的微控制器。另一方面，由于使用高速緩存，通用處理器可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。高速緩存的運(yùn)行時(shí)間變化很大，這可能會(huì)影響伺服電機(jī)的控制。

伺服控制微控制器

那么，伺服控制MCU與現(xiàn)有的MCU相比，伺服控制MCU具有什么特點(diǎn)？首先，這些MCU內(nèi)置IP針對(duì)工業(yè)機(jī)器人和電機(jī)控制進(jìn)行了優(yōu)化，以促進(jìn)對(duì)伺服電機(jī)的高級(jí)控制。

伺服控制MCU的剖析

MCU內(nèi)的專(zhuān)用硬件加速器可促進(jìn)在工業(yè)機(jī)器人和其他工廠自動(dòng)化應(yīng)用中實(shí)施伺服控制所需的高速位置計(jì)算。在短至1.5 μs的時(shí)間范圍內(nèi)執(zhí)行的電流控制環(huán)路計(jì)算也使開(kāi)發(fā)人員能夠創(chuàng)建低成本的伺服系統(tǒng)。

伺服控制MCU的框圖，在左第二欄中顯示了計(jì)時(shí)器和加速器（圖片：瑞薩電子）。

值得一提的是，伺服控制計(jì)算也可以在軟件中執(zhí)行，但是這會(huì)給主MCU或MPU帶來(lái)過(guò)多的計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)。但是，與此同時(shí)，完全基于硬件的計(jì)算平臺(tái)可能影響工程最終部署。

這就需要帶有內(nèi)置IP的MCU，這些IP可以提高特定電機(jī)控制應(yīng)用的計(jì)算速度和中斷處理的精度。具有專(zhuān)用硬件加速器IP的電機(jī)控制MCU可以執(zhí)行機(jī)器人和其他工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中的伺服控制所需的復(fù)雜，高速計(jì)算。

此外，伺服控制MCU集成了硬件加密技術(shù)，以確保工業(yè)設(shè)計(jì)的安全性和可靠性。

同時(shí)，新型的AI算法也可使開(kāi)發(fā)人員能夠在單個(gè)MCU中采用諸如電機(jī)控制故障檢測(cè)之類(lèi)的功能。

簡(jiǎn)而言之，伺服控制MCU正在快速發(fā)展，以解決快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）時(shí)代的新工業(yè)設(shè)計(jì)要求。