本篇介紹如何使用瑞薩R-T系列芯片，設(shè)計(jì)馬達(dá)工程時，應(yīng)用S&H功能，實(shí)現(xiàn)實(shí)時高效的AD采樣，比起傳統(tǒng)的逐相順次AD采樣，可提高控制的效果，從而提高整個系統(tǒng)的性能。以RA6T2為范例，結(jié)果可推廣到瑞薩T系列（包括：RA/T，RX/T和RZ/T系列）其他芯片和相關(guān)領(lǐng)域。

在馬達(dá)控制應(yīng)用中，每個PWM控制周期都需要采集當(dāng)時的三相電流，用來估算轉(zhuǎn)子磁場方向，并確定實(shí)時控制的定子的磁場方向，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的目的。如下圖，某時刻，三相電流和當(dāng)前磁場方向關(guān)系的簡單示意圖：

從上圖可以看到，某時刻電機(jī)的三相電流（紅色，藍(lán)色，綠色箭頭所示）和磁場方向（黑色所示）的關(guān)系。所以原理上需要同時采集三相電流的值，才能準(zhǔn)確估算磁場方向，這控制策略有效性的基礎(chǔ)。

一般來講，因?yàn)槭?a target="_blank">MCU內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成本的限制，雖然MCU ADC模塊的能提供輸入接口資源比較多，但是實(shí)際上內(nèi)部的轉(zhuǎn)換電路數(shù)量有限。所以在實(shí)際應(yīng)用中，很多MCU芯片的AD信號的采樣實(shí)際是順序進(jìn)行的，而并不是在同一時刻，例如下圖所示：

AN002和AN004都需要在前一個ADC CHANNEL 完成轉(zhuǎn)換后，才會執(zhí)行采樣操作；因?yàn)锳DC轉(zhuǎn)換本身需要時間，這樣得到的3相電流值就不是統(tǒng)一時刻的值；

那么此時，相位估算可能出現(xiàn)誤差。從而使系統(tǒng)控制性能下降，可能影響系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)，或者系統(tǒng)可對應(yīng)邊界工況的收窄。

瑞薩R-T系列芯片的ADC模塊，提供了S&H（全稱sample-and-hold）功能，可使采集三相電流ADC通道，在同一時刻采樣并鎖存信號，其工作模式如下圖所示：

可以看到通道0，1，2在同一時刻對信號采樣和保持，然后依次進(jìn)入轉(zhuǎn)換電路。這樣后續(xù)轉(zhuǎn)化的結(jié)果，比較契合電機(jī)算法理論的基礎(chǔ)需求。

我們以瑞薩官方樣例工程為例，介紹一下如何使用FSP設(shè)置調(diào)用S&H功能，樣例工程為RA6T2的sensoless控制樣例方案，可在瑞薩官網(wǎng)下載。

打開工程FSP設(shè)置界面，可以看到本工程中，選用U，V，W三相電流的采集通道為AN004，AN002，AN000。

根據(jù)數(shù)據(jù)手冊可以看到，這樣選擇的目的，正是為了應(yīng)用ADC模塊的S&H功能。如下表所示：

根據(jù)表中信息可以看到，因?yàn)轭A(yù)留了差分功能。每兩個特定的物理通道（如下圖ANx和ANy）連接到一組S&H（SHIN）電路中。如下圖所示：

樣例工程的設(shè)計(jì)選用了ADC模塊unit 0三個具有S&H功能的電路SHIN0，SHIN1，SHIN2對應(yīng)的輸入通道AN000，AN002，AN004。

在FSP的ADC模塊，需設(shè)置使能S&H功能。在本方案中，工程實(shí)際操作僅采集了兩相電流，第三相電流用代碼計(jì)算。所以在FSP中僅設(shè)置兩相使能，如下所示：

此處的Time是，以AD時鐘為單位的時間個數(shù)。如無特殊需求，可按默認(rèn)設(shè)置。如需調(diào)整，應(yīng)滿足RA6T2硬件手冊中“Table 46.34”所列的電氣基準(zhǔn)，表內(nèi)規(guī)定了AD功能所需要的動作時間和計(jì)數(shù)基準(zhǔn)。具體參數(shù)請根據(jù)現(xiàn)場使用情況調(diào)試，一般需要考慮采樣速度和采樣精度，取最佳的平衡策略。

本文介紹了，在使用R-T系列芯片設(shè)計(jì)電機(jī)工程時，推薦使用S&H功能，可以提高采樣時刻的實(shí)時效果，并展示了關(guān)鍵FSP設(shè)置步驟。可以最大限度地發(fā)揮我們芯片地優(yōu)勢，為客戶提供更好的解決方案。