系统设计

　　UPD78F1201是NEC公司面向变频控制应用的16位单片机，它具有较为丰富的硬件资源，包括硬件乘法器、除法器、变频计数器及实时输出功能等，都为BLDCM控制带来了便利。
 
　　UPD78F1201CPU时钟最高频率为20MHz，计时器时钟40MHz，采用16位78KOR处理核心，指令执行速度更快，效率更高，并在单片机内集成了大量的功能强大的外围设备，例如看门狗、DMA控制器、上电清零电路、低压检测电路等，降低系统成本，并提高系统可靠性。UPD78F1201内建了16位乘16位的硬件乘法器和32位除32位的硬件除法器，能够在1个时钟周期内完成乘法运算，在16个时钟周期内完成除法运算，极大地提高了单片机的运算性能。

　　此单片机设计用于电机变频控制，所以在内部有变频控制功能及实时输出功能。通过计时器矩阵单元（TAUS），可以设置6路PWM波的周期、占空比、死区时间等，与实时输出功能配合，可以简化BLDCM控制算法，从另一个角度提高系统性能。

　　本系统所使用的电机为BLY171S，三相无刷直流电动机，带有120°霍尔传感器，最高转速8000r/min，额定电压15V。通过变阻器输入速度控制信号。单片机输出六路控制信号，控制三相全桥驱动电路，根据变阻器输入电压值来调节PWM占空比，调节电机转速。单片机通过外部中断来检验霍尔传感器的输出信号，并根据电机转动方向来决定换相策略。在TAUS中设置PWM的占空比及死区时间，通过实时输出功能，将PWM波调制到响应的功率器件。系统硬件结构框图如图3所示。

　　结论

　　电动机三相绕组的电压波形如图4(a)所示，波形从上到下依次为U、V、W三相。图4(b)为V、W两相的控制信号，从上到下为VB、VT、WB和WT。

　　利用NEC的UPD78F1201单片机设计的无刷直流电动机控制系统，结构简单，易于实现。本文仅简单介绍了无刷直流电动机控制系统的实现方法，目前，NEC电子公司可向客户提供完整的无刷直流电动机控制解决方案，并努力扩大针对电动机控制的MCU产品种类和生产能力，会有更多的产品应用于空调、冰箱以及电动车等领域。