本篇介绍如何使用瑞萨R-T系列芯片，设计马达工程时，应用S&H功能，实现实时高效的AD采样，比起传统的逐相顺次AD采样，可提高控制的效果，从而提高整个系统的性能。以RA6T2为范例，结果可推广到瑞萨T系列（包括：RA/T，RX/T和RZ/T系列）其他芯片和相关领域。
在马达控制应用中，每个PWM控制周期都需要采集当时的三相电流，用来估算转子磁场方向，并确定实时控制的定子的磁场方向，从而达到控制转子旋转的目的。如下图，某时刻，三相电流和当前磁场方向关系的简单示意图：
从上图可以看到，某时刻电机的三相电流（红色，蓝色，绿色箭头所示）和磁场方向（黑色所示）的关系。所以原理上需要同时采集三相电流的值，才能准确估算磁场方向，这控制策略有效性的基础。
一般来讲，因为受MCU内部结构和成本的限制，虽然MCU ADC模块的能提供输入接口资源比较多，但是实际上内部的转换电路数量有限。所以在实际应用中，很多MCU芯片的AD信号的采样实际是顺序进行的，而并不是在同一时刻，例如下图所示：
AN002和AN004都需要在前一个ADC CHANNEL 完成转换后，才会执行采样操作；因为ADC转换本身需要时间，这样得到的3相电流值就不是统一时刻的值；
那么此时，相位估算可能出现误差。从而使系统控制性能下降，可能影响系统运行的平稳，或者系统可对应边界工况的收窄。
瑞萨R-T系列芯片的ADC模块，提供了S&H（全称sample-and-hold）功能，可使采集三相电流ADC通道，在同一时刻采样并锁存信号，其工作模式如下图所示：
可以看到通道0，1，2在同一时刻对信号采样和保持，然后依次进入转换电路。这样后续转化的结果，比较契合电机算法理论的基础需求。
我们以瑞萨官方样例工程为例，介绍一下如何使用FSP设置调用S&H功能，样例工程为RA6T2的sensoless控制样例方案，可在瑞萨官网下载。
当前工程环境及工具，获取链接如下所示：
IDE：
e2 studio 2025-01
工具链：
13.2.1.arm-13-7（由e2 studio附带安装即可）
FSP：
5.6.0
打开工程FSP设置界面，可以看到本工程中，选用U，V，W三相电流的采集通道为AN004，AN002，AN000。
根据数据手册可以看到，这样选择的目的，正是为了应用ADC模块的S&H功能。如下表所示：
根据表中信息可以看到，因为预留了差分功能。每两个特定的物理通道（如下图ANx和ANy）连接到一组S&H（SHIN）电路中。如下图所示：
样例工程的设计选用了ADC模块unit 0三个具有S&H功能的电路SHIN0，SHIN1，SHIN2对应的输入通道AN000，AN002，AN004。
在FSP的ADC模块，需设置使能S&H功能。在本方案中，工程实际操作仅采集了两相电流，第三相电流用代码计算。所以在FSP中仅设置两相使能，如下所示：
此处的Time是，以AD时钟为单位的时间个数。如无特殊需求，可按默认设置。如需调整，应满足RA6T2硬件手册中“Table 46.34”所列的电气基准，表内规定了AD功能所需要的动作时间和计数基准。具体参数请根据现场使用情况调试，一般需要考虑采样速度和采样精度，取最佳的平衡策略。
本文介绍了，在使用R-T系列芯片设计电机工程时，推荐使用S&H功能，可以提高采样时刻的实时效果，并展示了关键FSP设置步骤。可以最大限度地发挥我们芯片地优势，为客户提供更好的解决方案。
一、接受条款 使用者（也称"您"）在访问或使用本网站及其服务时，即已经表示同意并不加修改地接受本《用户协议》、本网站的《隐私声明》、《法律声明》以及其关或相链接的网页和网站的条件和条款的规定。我们强烈建议：在您阅读和接受本《用户协议》时，也应阅读并接受本《用户协议》中所提到《隐私声明》、《法律声明》及其相关或相链接网页或网站所包含的资料，因为《隐私声明》、《法律声明》及其它相关网页或网站可能包含对您适用的进一步规定。（请注意：点击划有底线的词句即可链接到上述《隐私声明》、《法律声明》及其它相关或相链接的网页和网站。
二、使用者的资格要求 在本网站中"使用者"指的是浏览、阅读、使用本网站信息或服务的任何个人或组织。本网站的服务仅适用于根据相关法律的规定具有签订有约束力的合同的个人或组织并仅由其使用。本网站的服务不向18周岁以下的个人使用者提供，也不向临时被本网站中止或取消使用者资格的使用者提供。如果使用者不符合本条规定，请停止使用本网站或本网站的服务。
RA生态工作室网站由欣瑞利科技运营
地址：深圳市南山区西丽TCL科学园E2-5C
邮箱：common@ramcu.cn
RA生态工作室
瑞萨嵌入式小百科
样品
应用
微信