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资源说明：电机是社会上各领域广泛使用的且耗能巨大一种产品，如何提高电机效率，降低电机能耗成了电机发展的方向。直流无刷电机以其效率高，噪声小等优点，在各个领域都获得了广泛的使用。本文主要介绍了NEC专为变频控制应用推出的8位MCU系列的特点以及使用uPD78F0712设计的永磁同步电机(PMSM)180°控制器解决方案。该方案具有低成本、高效率和低噪声等优点。
NEC的8位微控制器（MCU）在电机控制领域，特别是针对180度马达设计，提供了显著的优势和解决方案。随着电机技术的发展，提高效率和降低能耗成为关键目标，直流无刷电机因其高效、低噪音的特性，被广泛应用。NEC针对这一需求推出了专门用于变频控制的8位MCU系列，如uPD78F0712，它在设计永磁同步电机（PMSM）180度控制器时展现出低成本、高效率和低噪音的特性。
180度马达控制在某些应用场景中尤为适用，比如需要连续变速运行的设备，如水泵和空调风机。与交流异步电机相比，小功率无刷直流电机在调速和节能方面更具优势。PMSM的180度控制方法有两种：直接正弦波PWM调制+PID控制和矢量控制（Field Oriented Control, FOC）。后者虽然更复杂，但能提供更低的噪声和更高的效率。
在180度矢量控制中，MCU需要具备强大的运算能力和快速乘法计算功能。NEC的8位MCU如78K0/IY2、78K0/IA2等系列，集成有硬件乘法器、高效定时器、通用寄存器和快速指令执行系统，特别适合180度矢量控制。它们的特色功能包括：
1. 硬件乘法器加速矢量控制算法的计算，减少软件处理时间。
2. 特殊的Bank结构的通用寄存器，优化程序运行效率。
3. 多个外部中断输入，简化速度传感器信号分析，降低成本。
4. 在线自编程功能存储电机参数，减少外部EEPROM的需求。
5. 可编程脉冲发生器简化电机频率反馈编程。
6. 自由中断专用的变频控制模块，允许在PWM周期内的任意时刻采样电流。
7. 8位可编程死区控制，提供精确的死区时间设置。
8. 独立外部信号输入，用于PWM高阻态输出控制，实现紧急停止。
具体到NEC的电机控制方案，如HS/DC-8，它是基于8位MCU uPD78F071x设计的一套180度矢量控制方案。该系统通过霍尔传感器获取电机转速反馈，利用MCU的硬件功能实现空间矢量PWM（SVPWM）输出，直接控制电机转矩。HS/DC-8适用于20W至1KW的小功率电机，频率范围6至120Hz，永磁磁通0.5Wb以下。
与市场上其他半导体厂商的MCU方案相比，HS/DC-8的主要优势在于低损耗，通过专用的变频控制定时器实现两相调制的低损耗PWM，能降低逆变器功率开关管损耗约30%。此外，其紧凑的设计和高效能使其在成本敏感的180度马达控制系统中极具竞争力。
NEC的8位MCU为180度马达控制提供了经济高效的解决方案，不仅降低了设计门槛，还提升了电机的性能表现，对于工业控制和节能应用具有重要意义。
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