近年來，隨著現代電機控制技術的發展和電機驅動系統市場的繁榮，AD公司推出了ADMCxx系列電機控制嵌入式DSP。其中的ADMC401屬于高端產品，適合于工業控制、機床控制等高精度應用。目前有一定數量的文獻涉及到ADMC401在電氣傳動中的應用［1~3］，但都側重于介紹傳動系統或者電機控制的算法，沒有從芯片的角度系統地介紹ADMC401的原理和特點。ADMC401具有一套完備的外圍控制接口和豐富的電機控制外設電路，將DSP的高速運算能力和外設電路的控制能力結合到一起，可以在高度集成環境中實現電機控制。本文將著重闡述ADMC401的原理和特點，并介紹它在工業控制中的應用。

1ADMC401的體系結構

ADMC401的體系結構圖如圖1所示，它主要由DSP內核和存儲空間及電機控制外設電路組成。對全數字化高性能的電機控制來講，ADMC401最具特色的電機控制外設電路是它的片內模/數轉換系統、脈沖寬度調制單元和光電編碼器接口單元。

1.1DSP內核和存儲空間

DSP內核是ADMC401的“大腦”，它基于26MIPS定點ADSP-2171芯片。ADSP-2171芯片是AD公司ADSP-21xx家族的成員，其靈活的結構和完整的指令集允許該處理器能并行執行多種功能［4］。ADMC401被賦予了ADSP-2171的幾個系統級的特征，如內存映射、中斷系統和低功耗運行等。

ADMC401的DSP內核包含三個計算單元、兩個數據地址發生器和一個程序定序器。計算單元包含一個算術邏輯單元ALU、一個乘法－累加器（MAC）和一個桶式移位器。

ADMC401有2K&TImes;24bit的片內程序存儲RAM、2K&TImes;24bit的片內程序存儲ROM以及1K&TImes;16bit的數據存儲RAM。此外，ADMC401可以通過外部地址總線和外部數據總線擴展為14K&TImes;24bit的程序存儲空間和13K×16bit的數據存儲空間。

1.2模/數轉換（ADC）系統

ADC系統在電機控制中扮演著重要的角色。它是控制器的“眼睛”，借助ADC系統，控制器才可以監視和調控電機的運行。ADMC401包含一個快速、高精度、多輸入的ADC系統，工作模式十分靈活，其結構示意圖如圖2所示。

ADMC401的ADC系統有8路專用模擬信號輸入，所有信號通過一個12bit的流水線閃速（Pipeline-Flash）模/數轉換內核在2μs內全部轉換完畢。整個系統在四分之一的系統時鐘頻率下工作，輸入的模擬電壓幅度可以達到4V（峰－峰值）。8路輸入被分為兩組，VIN0~VIN3為一組，VIN4~VIN7為一組。每組都有一個專門的輸入端，它連接到采樣保持放大器的反相輸入端，把模擬量輸入偏置到模/數轉換內核正常的輸入范圍。

ADMC401的ADC系統有兩種工作模式--同步采樣模式和順序采樣模式。采用同步采樣模式時，VIN0和VIN4、VIN1和VIN5、VIN2和VIN6、VIN3和VIN7組成四對雙通道同步采樣輸入端，每一對模擬信號被同步采樣和保持。采用順序采樣模式時，8路模擬信號在一個ADC時鐘周期（或四個DSP時鐘周期）內被逐路采樣和保持。

該ADC系統有兩種起動模式--內部命令起動模式和外部命令起動模式。內部命令起動是在PWM同步脈沖（PWMSYNC）的上升沿開始A/D轉換；外部命令起動是在CONVST引腳出現上升沿時開始A/D轉換。兩種起動模式可以通過設置控制寄存器的值相互切換。

該ADC系統有兩種附加模式--偏置校正模式和增益校正模式，用于校正系統的偏置和增益，以增加整個系統的工作精度。