在传统的电机伺服控制装置中，一般采用一个或多个单片机作为伺服控制的核心处理器。由于这种伺服控制器外围电路复杂，计算速度慢，从而导致控制效果不理想。近年来，许多新的电机控制算法被研究并运用于电机控制系统中，如矢量控制、直接转矩控制等。随着这些控制算法的日益复杂，必须具备高速运算能力的处理器才能实现实时计算和控制。为了适应这种需要，国外许多公司开发了控制电机专用的高档单片机和数字信号处理器（dsp）。现在，通常使用的伺服控制器的控制核心部分大都由dsp和大规模可编程逻辑器件组成，这种方案可以根据不同需要，灵活的设计出性能很好的专用伺服控制器，但是一般研制周期都比较长。

motionchip是瑞士technosoft公司开发的一种高性能且易于使用的电机运动控制芯片，它是基于tms320c240的dsp，外围设置了许多电机伺服控制专用的可编程配置管脚。tms320c240是美国ti公司推出的电机控制专用16位定点数字信号处理器，其具有高速的运算能力和专为电机控制设计的外围接口电路。motionchip很好的利用了该dsp的优点，并集成多种电机控制算法于一身，以简化用户设计难度为目的，设计成为一种新颖的电机专用控制芯片。motionchip有着集成全部必要的配置功能在一块芯片的优点，它是一种为各种电机类型进行快速和低投入设计全数字、智能驱动器的理想核心处理器。具有如下特点：

·可用于控制5种电机类型：直流有刷/无刷电机、交流永磁同步电机、交流感应电机和步进电机，且易于嵌入到用户的硬件结构中；

·可以选择独立或主从方式工作，并可根据需要，设置成通过网络接口进行多伺服控制器协同工作；

·全数字控制环的实现，包括电流/转矩控制环、速度控制环、位置控制环；

·可实现各种命令结构：开环、转矩、速度、位置或外环控制，步进电机的微步进控制，并可实现控制结构的配置，其中包括交流矢量控制；

·可以配置使用各种运动和保护传感器（位置、速度、电流、转矩、电压、温度等）；

·使用各种通讯接口，可以实现rs232/rs485通讯、can总线通讯；

·基于windows95/98/2000/me/nt/xp平台，强大功能的ipm motion studio 高级图形编程调试软件：可通过rs232快速设置，调整各参数与编程运动控制程序。其功能强大的运动语言包括：34种运动模式、判决、函数调用，事件驱动运动控制、中断。因此便于开发和使用。

·可以通过动态链接库tmllib,利用vc/vb实现pc机控制；也可以与labview和plc无缝连接，通过动态链接库，用户可以在上层开发电机的控制程序，研究控制策略。

本文是以motionchip为控制器核心，直流无刷电机/有刷电机/永磁同步电机为控制对象进行伺服驱动器设计。设计指标为：适应12—36v宽范围直流母线电压输入，工业标准5v逻辑电源输入，最大输出电流3a，峰值电流6a。在进行伺服控制器设计之前，根据motionchip的特点和伺服电机的特性进行总体功能设计如下：

·采用位置环、速度环、电流环的三环结构；三环都采用pid调节器；电机参数设置采用计算机辅助计算和工程整定相结合的办法；

·具有通用伺服控制器接口，并可利用提供的人机接口进行独立参数设置，有网络通讯接口进行独立参数设置，有网络通讯接口方便外部监视和控制。

伺服系统的总体系统结构可以分为：motionchip最小系统、驱动电路、电流反馈检测、外部控制接口、通讯接口等，如图1所示。伺服驱动器的硬件结构分为2个主要部分：驱动电路部分：主要包括逆变桥、前置驱动、电流检测；

控制电路部分：包括反馈检测、外部控制接口、通讯接口、motionchip最小系统。

在motionchip的基本系统中，选用美国xicor公司的spi串行eeprom：x25650来存储tml运动指令。该eeprom的存储容量为8k×8bit，最大时钟频率可达5mhz。由于在motionchip正常运行时指令访问时间21ns，所以为了使程序高速有效的运行，增加了2片32可×8bit的静态ram：asc256-12jc，该sram的存取时间为12ns，所以motionchip对该芯片的存取时间为12ns，所以motionchip对该芯片的存取数据时不需要插入等待状态。并且该sram具有较低的活跃功耗，在待机状态时可自动进入更加低功耗的节能状态。motionchip芯片本身提供了