电机及其控制技术在日常的生产和生活中有着极为广泛的应用，但也是能源消耗的大户。据国际能源机构(IEA)的统计结果，电能消耗占据了世界范围内能源消耗的三分之一，总共为15400 000吉瓦时，其中被电机消耗掉的电能大约占到了40%。另据粗略统计，电机消耗了美国一半以上的能量。在家庭中使用的电机数量一般不下50台，一部汽车里通常有70至80台电机，至于在工业领域，工厂自动化中应用的电机更加比比皆是。
      当前，MCU技术取得的进步能够比以往任何时候都更加有效地控制电机，而成本却更低。这种进步对市场的影响一方面加速了从机电控制到电子式控制的转变，另一方面可以实现电机的变速控制，优化电机的运行。

实现高效率的电机控制是主要推动力
      家用电子设备中的电子电机控制要求、消费类电子和汽车市场促进了对具有先进的电机控制外设的MCU的需求。爱特梅尔公司（ATMEL）AVR产品市场经理Pal Kastnes表示：“爱特梅尔微控制器产品用在电机控制方面有完整的参考方案，主要方向是实现高效率的电机控制，而为了要体现高效率控制，根据不同的需求，爱特梅尔有不同的方案，而不是一种方案。我们能够提供噪音最低的电机控制MCU产品，不论在消费电子、汽车电子应用，还是在家电等领域，都有成功的案例，目前，国外的一些规定越来越严格，产品日趋走向高阶。”
      近年来，由于人们对节能环保意识的不断提高，使用变频控制技术的节能家电不断涌现。比如洗衣机就是迫切需要改进电机控制的一类产品，电机控制使用的MCU可根据衣物的数量和类别调整电机的功率，比传统的洗衣机的耗电量和用水量均大幅减少。瞄准这家电市场，各大MCU厂商纷纷推出相关产品。ST在2007年推出基于Cortex-M3的STM32系列产品，去年又扩展了STM32支持的电机矢量控制函数库，新增了支持单旁路无传感器控制、内部永磁(IPM)电机控制和永磁同步(PMSM)电机弱磁控制的算法。新增的控制函数功能被补充到STM32电机控制函数库2.0版内，在新一代电器、工业驱动器、电泵、HVAC系统、POS机和电动汽机车等应用领域。据悉，目前市场上大约已有40种电机控制应用采用了STM32微控制器。
      随着汽车中的电机数量越来越多，汽车制造商需要尺寸更小、重量更轻，并且扭矩大于有刷电机的电机产品。他们正逐步转用需要更复杂电子器件来精确控制速度和扭矩的无刷直流电机，这为汽车制造带来了一些新的挑战，其中包括高温问题 ── 某些引擎盖下的应用温度高达150℃。爱特梅尔推出的车用ATmega16M1 和 ATmega32M1，就具有独特的功能组合，可通过适当的驱动电路和功率组件安全、可靠地控制各种 BLDC 电机。其高效的功率级控制器和集成的模拟功能只产生少量中断，从而减小了代码尺寸，提高了实时性。爱特梅尔公司Pal Kastnes表示：“基本上电机控制市场还是以8位为主，高阶部分更多的使用32位”。NEC电子大中国区汽车电子产品市场经理金狄也表示：“比如丰田的普瑞斯上面用得就是我们NEC的产品，它的油和电的混合动力就是用我们的产品控制的，再就是NEC在电动控制有很强的实力，在国内的电控领域绝大部分是电池的问题，而且还有一个问题就是国内的电控和国际上差距很大，比如象日本在电机领域是全球第一的。所以象国内厂商现在做电动车更多是炒作多一些的，因为这种车如果控制不好的话，其能耗是相当大的。”

爱特梅尔公司(ATMEL)AVR产品市场经理Pal Kastnes及AVR产品亚洲区策略行销经理Florence Chao接受本刊记者采访

抑制噪音，减少对MCU的干扰
      除了高效问题，电机产生的电噪音也会会干扰MCU的操作，爱特梅尔公司Pal Kastnes表示：“电机控制另一个关注点就是EMI问题，为了防止噪音，爱特梅尔的产品具备先进的信号侦测控制功能，减少电机不必要的一些动作，进而减少干扰。”爱特梅尔能够提供噪音最低的电机控制MCU产品，不论在消费电子、汽车电子应用，还是在家电等领域，都有成功的案例，目前，国外的一些规定越来越严格，产品日趋走向高阶。另一半导体厂商瑞萨（Renesas）也表示，Renesas的MCU在芯片设计中，增添了抗干扰设计，例如在芯片内部增加了滤波处理，进而来解决这一问题。

无刷直流(BLDC)电机应用扩大
      直流电机最早于1832年由享利发明，而感应电机是在1883年由特斯拉发明，直到1957年半导体技术的商品化，电机技术开始普遍采用先进的电子技术。直流电机一般由永磁体做成的定子、缠有线圈的转子、电刷、整流子构成。永磁体和线圈产生的吸力和斥力使电机旋转，定子线圈中的电流由电刷和整流子自动改变。而直流无刷电机的工作原理是让线圈固定，让永磁体旋转。为使永磁体旋转，必须交替地将电流送到线圈里。这种电机不需要电刷，但需要一定的控制电路，如变频器等。由于直流无刷电机具有高效、易控制的优点，它正被越来越广泛地用于诸如风扇电机之类的应用中。
      与电机控制中经常使用的有刷电机不同，MCU控制的无刷直流(BLDC)电机不存在电刷磨损和电弧，因而电机的使用寿命实质上只受到轴承寿命的影响。此外，MCU控制的无刷直流电机系统的优越性还包括更高的效率、噪声更低、更高的热效率等。
      爱特梅尔公司Pal Kastnes表示：“受当前市场环境的影响，有关成本，价格的因素比较敏感。”爱特梅尔目前的相关芯片是高表现的芯片，能达到32位产品的相同表现。“相对来说，跟竞争者相比，我们的成本低的很多。“未来，在产品功能上须不断创新，价格上保持与同行相比的竞争优势，并不断开发新的方案，降低整个系统的成本的同时，要朝无刷电机的方向走。”

更加高效的未来
      大量专门针对电机控制应用而设计的8位MCU在解决数字电机控制问题上是成本效益最高的方法之一。但在过去，集成的程度和可供选择的产品一直有限。而现在，MCU性能高达10MIPS，具备的运动控制专用硬件包括中心对齐的14位脉宽调制器(PWM)、运动反馈模块和高速模数转换器(ADC)，使以往需要较昂贵处理器的应用可以采用成本较低的8位MCU来实现。“基本上电机控制市场还是以8位为主，高阶部分更多的使用32位”。爱特梅尔公司Pal Kastnes表示：“在电机控制领域，我们在国内已经有很多的应用，未来中国市场必然会跟随国际形势开发高效能的产品，有着广阔的市场前景。针对这点，目前爱特梅尔电机控制有8位芯片的参考方案，未来也会开发32位的参考方案。拓展国内市场，关键是要找准方向，尽可能的优化资源，为客户服务。前段时间，我们在上海设立了团队，目的就是为了能在第一时间为客户解决问题，了解国内应用的需求，从而为这些需求作出相应的方案。”
      NEC电子也表示，该公司一直以来专注于低功耗MCU的研发及生产，并推出超低功耗78K0/Kx2-L及业界最低功耗16位MCU78K0/Kx2-L系列。而电机变频控制、Ballast或LED控制等ASSP产品，有助于降低系统功耗。NEC电子的电机变频控制产品有V850/Mxx系列、V850/Ixx系列、78K0R/Ix3系列、78K0/Motor系列等，在此产品基础上NEC开发有变频空调方案BL/DC-64 M02。另外，有照明用ASSPMCU78K0/Ix2，该产品内置有CPU最大为20MHz的高速振荡器，带有OCD功能，并具有专为照明设计的16bit PWM计时器，计时时钟最高频率为40MHz，具备带死区时间控制的PWM输出。
      随着控制算法在各个市场领域中复杂程度的不断提高，数字电机控制器的处理能力需要从MCU的性能水平提升到数字信号处理器(DSP)的性能水平。数字信号控制器(DSC)性能更高而价格适中，采用设计人员熟悉的MCU技术，适用于更加复杂的电机控制设计，包括矢量控制设计。DSC的运行速度高达30MIPS，并具有高达144KB的闪存和电机控制专用的集成外设，可实现先进的新型电机控制应用。有了基于MCU和DSC的电子电机控制，家用电器、工业控制及汽车不仅运行效率更高、功能更丰富，而价格也适中。