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MC56F80000-EVK OPA 差分放大應用

關鍵字 :MC56F80000-EVKOPAADCNXPMotor ControlBLDC

  • 前言

    56F8xxxx 系列是主流的 DSC 產品，基於 32 位增強 DSC 核心，性能高達 100 MIPS，主要針對高性能電力轉換和先進電機控制應用。另外由於其多了 OPA 放大器功能，可以用來放大 shunt 差分電流信號，於電機控制及電力轉換中十分方便，並可減去外部 OPA IC。本篇博文將介紹如何使用 NXP SDK 搭配 MC56F80000-EVK 來應用 OPA 差分信號放大的功能。會使用其中一組 PWM 搭配低通濾波器輸出信號至 OPA+，其中 PWM duty 會逐漸增加用以模擬類比輸入，最後可於示波器上看到 OPA 將信號放大十倍的波形

  • 事前準備

    • MC56F80000-EVK
    • 個人電腦
    • CodeWarrior_11.2
    • Config tools_13.1
    • SDK_2_12_0_MC56F80000-EVK from SDK builder

  • Block diagram

     

  • 硬體 Jump 配置

     

     

  • 放大倍率預設為 10 倍 ( 開發板預設周邊電阻配置 )，可參考下圖自行調整倍率

     

  • 將 MCUXpresso 的 OPA 範例導入至 CodeWarrior

    • 開啟 Config tools 並 follow 以下流程

       

       

       

    • 開啟 CodeWarrior 並 follow 以下流程

       

       

       

  • 導入成功後開啟 Config tools 並 follow 以下流程

    • 配置 OPA 腳位，需與 EVK 同步

      • 點擊右上角 icon 進入腳位配置頁面

         

      • 取消 OPAMPB 所有路由

         

      • 開啟 OPAMPA 的對應腳位功能

         

    • 配置外設功能

      • 添加 OPAMPA 外設

         

         

      • 將 OPA 配置調整如圖

         

    • 點擊更新代碼

       

       

  • 開啟 CodeWarrior 並更新 opamp.c 的代碼，使其能夠直接連動 config tool 產生的配置



  • 添加 PWM DAC 功能模擬差分信號變化

    • 於腳位配置頁面增加 pin53 PWMA_3B 腳位功能，此訊號與開發板 DAC 低通濾波電路整合 

    • 於外設功能頁面添加 eFlexPWM 模組

       

    • 將 PWM 配置設定如下圖，以下設定能於初始化後輸出 50% Duty cycle ( 5000 / 10000 ( VAL5 / VAL1 ) )、10kHz PWM ( 100MHz / 10000 ( VAL1 ) )

       

       

       

       

       

    • 配置完成後點擊”更新源代碼”即可自行產生代碼

       

    • 開啟 CodeWarrior 並更新 opamp.c main() 的代碼，以下代碼能使 PWM duty cycle 以 5 秒為一個週期逐漸增加至 100% 後歸零

       

  • 燒錄韌體至 MCU

    • 開啟 Debug Configurations

       

    • 選擇 opamp_basic_flash_ldm_lpm_debug_OSJTAG 後點擊 Debug

  • 測試 DAC 與 OPA 整合效果

    • 硬體除了上述 JP 配置外，另外需將以下腳位進行連接

      • J15-2 ( ch2 信號量測點 ) → GA1_OPA_P
      • ADC_MID → GND
      • GA0_IN → GND
      • J23 ( ch1 信號量測點 )

    • 訊號量測出來之波形，開發板上預設的周邊電阻匹配為 10 被放大，由下圖可以看到 OPA output 約為輸入信號 ( ch2 ) 之 10 倍

       

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    參考來源