本篇介紹如何使用瑞薩R-T系列芯片，設計馬達工程時，應用S&H功能，實現實時高效的AD采樣，比起傳統的逐相順次AD采樣，可提高控制的效果，從而提高整個系統的性能。以RA6T2為范例，結果可推廣到瑞薩T系列（包括：RA/T，RX/T和RZ/T系列）其他芯片和相關領域。

在馬達控制應用中，每個PWM控制周期都需要采集當時的三相電流，用來估算轉子磁場方向，并確定實時控制的定子的磁場方向，從而達到控制轉子旋轉的目的。如下圖，某時刻，三相電流和當前磁場方向關系的簡單示意圖：

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

一般來講，因為受MCU內部結構和成本的限制，雖然MCU ADC模塊的能提供輸入接口資源比較多，但是實際上內部的轉換電路數量有限。所以在實際應用中，很多MCU芯片的AD信號的采樣實際是順序進行的，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 完成轉換后，才會執行采樣操作；因為ADC轉換本身需要時間，這樣得到的3相電流值就不是統一時刻的值；

那么此時，相位估算可能出現誤差。從而使系統控制性能下降，可能影響系統運行的平穩，或者系統可對應邊界工況的收窄。

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，然后依次進入轉換電路。這樣后續轉化的結果，比較契合電機算法理論的基礎需求。

我們以瑞薩官方樣例工程為例，介紹一下如何使用FSP設置調用S&H功能，樣例工程為RA6T2的sensoless控制樣例方案，可在瑞薩官網下載。

打開工程FSP設置界面，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。

根據數據手冊可以看到，這樣選擇的目的，正是為了應用ADC模塊的S&H功能。如下表所示：

根據表中信息可以看到，因為預留了差分功能。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：

樣例工程的設計選用了ADC模塊unit 0三個具有S&H功能的電路SHIN0，SHIN1，SHIN2對應的輸入通道AN000，AN002，AN004。

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

此處的Time是，以AD時鐘為單位的時間個數。如無特殊需求，可按默認設置。如需調整，應滿足RA6T2硬件手冊中“Table 46.34”所列的電氣基準，表內規定了AD功能所需要的動作時間和計數基準。具體參數請根據現場使用情況調試，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系列芯片設計電機工程時，推薦使用S&H功能，可以提高采樣時刻的實時效果，并展示了關鍵FSP設置步驟。可以最大限度地發揮我們芯片地優勢，為客戶提供更好的解決方案。