第6章應(yīng)用實例與實驗ppt課件

1、 實例1. F2407 DSP最小系統(tǒng)硬件設(shè)計 實例2. 基于DSP的數(shù)字伺服系統(tǒng) 實例3. 基于空間矢量的通用變頻器設(shè)計 實例4. F2812 DSP實驗開發(fā)系統(tǒng) C2000系列DSP實驗系統(tǒng)要求： TMS320LF2407A DSP； CAN總線接口； RS485通信接口； 64k字 RAM存儲器電路圖：(詳見圖紙) DSP電路； 外圍擴展電路； RAM及電源電路； 振蕩電路振蕩電路CAN驅(qū)動器CAN驅(qū)動器SN65HVD251SN65HVD251SPISPIWD RTIWD RTISCISCICANCANI/OI/OFlashFlash擴展64KW RAM擴展64KW RAMIS61LV6

2、416IS61LV6416QEPQEP單元單元A/DA/D接口接口TMS320LF2407TMS320LF2407DSPDSP光耦光耦6N1376N137光耦光耦6N1376N137485驅(qū)動器485驅(qū)動器MAX487MAX487復(fù)位電路復(fù)位電路JTAGJTAG接口接口電源電路電源電路 復(fù)位電路 時鐘電路 電源電路 存儲器擴展 CAN接口電路 485接口電路 JTAG電路 指示燈電路 電平轉(zhuǎn)換 數(shù)字伺服系統(tǒng)主要由電機、功率逆變器和數(shù)字控制系統(tǒng)三部分組成，如下圖。數(shù)字控制系統(tǒng)為功率逆變器提供開關(guān)驅(qū)動信號, 將電源轉(zhuǎn)換為電機所需的電壓和電流,由電動機直接或通過減速齒輪等驅(qū)動機械負(fù)載?？刂坪捅Ｗo所需

3、的各種機械量與電量由各種傳感器提供，傳感器的數(shù)量與類型由所采用的控制方案確定。例如，在無機械位置傳感器Sensorless的運動控制系統(tǒng)中，希望將傳感器數(shù)量減到最少，即只采用電氣傳感器，由電機的電壓與電流來估算或重構(gòu)系統(tǒng)的機械量。 功率電源功率逆變器軟件數(shù)字控制系統(tǒng)電機負(fù)載電量機械量傳感器傳感器命令輸入 數(shù)字伺服驅(qū)動組成逆變器驅(qū)動信號 數(shù)字運動控制系統(tǒng)的其功能可分為五部分:1數(shù)據(jù)采集與處理。各種電氣與機械物量(電壓、電流、位置、溫度等)通過各種傳感器再由A/D轉(zhuǎn)換器、脈沖輸入接口等轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。2通訊。通信功能完成來自高層協(xié)調(diào)主計算機或操作者的輸入命令，并輸出系統(tǒng)的各種變量。3系統(tǒng)邏輯與控制算

4、法。4功率電路接口。根據(jù)控制軟件與硬件，為功率逆變器提供所需的驅(qū)動信號。5輔助功能。 顯示：系統(tǒng)物理量或報警信號與人機交互信息顯示。 存儲：系統(tǒng)的物理量存儲到存儲器、硬盤等介質(zhì)。 監(jiān)視與保護。 調(diào)試與診斷。功率電路接口通訊系統(tǒng)邏輯(實時OS)+控制算法數(shù)據(jù)采集與處理調(diào)試與診斷監(jiān)視與保護顯示存儲輔助功能功率逆變器驅(qū)動信號傳感器信號系統(tǒng)變量輸出命令輸入數(shù)字運動控制系統(tǒng)基本功能 功率放大電路電源交流電抗器三相橋式整流器直流電抗器濾波電容發(fā)電制動電路逆變器電路電動機負(fù)載MPIPIPIPId,q,d,qSVPWMa,b,c,PMSMPGkdm/dt*p*4-/3-+-+-+_+-rnnidr=0mmiq

5、idiqruqudUdciaibiiuu 伺服系統(tǒng)控制原理框圖rnLED 顯示LED 顯示上位機上位機PCPC鍵盤鍵盤SPISPIWD RTIWD RTISCISCICANCANI/OI/OFlashFlashPWM 輸出輸出軟件控制器軟件控制器（位置，速度，電流）（位置，速度，電流）QEPQEP單元單元A/DA/D接口接口參考給定參考給定脈沖輸入脈沖輸入電流信號電流信號 基于DSP 的軟件式伺服控制系統(tǒng)TMS320F243TMS320F243DSPDSP 下圖是個典型的 通用變頻器電路，其中整流器、電容 和逆變橋為主回路，檢測、保護與 DSP控制器等構(gòu)成控制回路。 整流器的作用是將三相(或單

6、相)交流電整流成直流電。電容是儲 能元件，用以緩沖負(fù)載的無功功率， 由于電容的作用直流側(cè)的電壓將比 較個穩(wěn)定。逆變橋的作用是通過六個開關(guān)器件有規(guī)律地通斷將直流電變成頻率和電壓均可調(diào)的交流電。電壓、電流的檢測是為過電壓、欠電壓、過電流、短路保護服務(wù)。 從公式知，用DSP控制器的空間矢量狀態(tài)機來實現(xiàn)變頻的要求、需要求出在一個調(diào)制周期內(nèi)兩個有效空間矢量的持續(xù)時間。通用變頻器電路 由空間矢量狀態(tài)機實現(xiàn)變頻的關(guān)鍵公式, 可以改變調(diào)節(jié)電壓、頻率, 只要預(yù)先建好正弦表就可容易地編程實現(xiàn)。初始化流程設(shè)置比較控制寄存器COMCON、全比較動作控制寄存器ACTR、死區(qū)控制寄存器DBTCON、通用定時器1的控制寄存

7、器T1CON，并根據(jù)調(diào)制周期(頻率)Tp，設(shè)置通用定時器1的定時周期寄存器TlPR。中斷服務(wù)流程根據(jù)空間矢量的旋轉(zhuǎn)方向(SVDir)、給定的頻率和電壓，計算響應(yīng)時間值并設(shè)置到全比較寄存器CMFR1和CMPR 2, 為下個調(diào)制周期做準(zhǔn)備?？臻g矢量的初始化流程圖空間矢量中斷服務(wù)程序流程 ICETEK-5100 USB系列通用DSP開發(fā)系統(tǒng) ICETEK-F2812-A評估板 ICETEK-F2812-A-USB-EDU DSP教學(xué)實驗系統(tǒng) 評估板擴展的存儲器與寄存器全部映射在片外空間2( XINTF ZONE2)。占用地址80000H-0FFFFFH。 擴展的片外64KW RAM存儲器IS61LV

8、6416 的地址為：80000H-8FFFFH。90000H-0BFFFFH可用于擴展存儲器. 從C0000H到0FFFFFH是擴展的其他外設(shè)的寄存器接口，包括一個12位的D/A轉(zhuǎn)換器DAC7616, 以及四位的LED 和四個數(shù)字量開關(guān)。 0 xC0000: LEDR指示燈LED讀寫寄存器低四位）。 0 xC0001: SWR 四個數(shù)字量開關(guān)讀寄存器低四位） 。 D/A轉(zhuǎn)換器的寄存器：0 xC0003: DACTLR; 0 xC0004: DATIMER; 0 xC0005: DATIMCNTR; 0 xC0006: DADATLR; 0 xC007:DADATHR。名稱地址功能屬性CTRGR

9、0 x108000全局控制寄存器WCTRLCDCR0 x108002液晶控制寄存器WCTRLCDCMDR0 x108001液晶命令寄存器WCTRLCDLCR0 x108003液晶左半屏控制寄存器WCTRLCRCR0 x108004液晶右半屏控制寄存器WCTRLR0 x108007輔助控制寄存器WCTRLA0 x108005LED陣列控制寄存器WCTRKEY0 x108001鍵盤數(shù)據(jù)回讀寄存器RCTRCLKEY0 x108002清除鍵盤寄存器R一、CCS軟件應(yīng)用實驗實驗1.1: Code Composer Studio 入門實驗1.2: 一個以C語言為基礎(chǔ)的DSP程序?qū)嶒?.3: 一個以匯編語言

10、為基礎(chǔ)的DSP程序?qū)嶒?.4: 一個以匯編和C語言混合的DSP程序二、基于DSP芯片的實驗實驗2.1: DSP數(shù)據(jù)存取三、基于DSP系統(tǒng)的實驗實驗3.1: 指示燈實驗3.2: 撥碼開關(guān)控制實驗3.3: DSP定時器實驗3.4: 外中斷實驗3.5: 模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗3.6: 數(shù)模轉(zhuǎn)換實驗3.7: 自啟動實驗3.8: 異步串口通信實驗3.9: PWM輸出實驗3.10: CAN總線通信四、DSP實現(xiàn)外部控制實驗實驗4.1: 通用輸入輸出應(yīng)用實驗4.2: 外設(shè)控制實驗LED陣列顯示實驗4.3: 液晶顯示器顯示實驗4.4: 鍵盤輸入實驗4.5: 音頻信號發(fā)生實驗4.6: 直流電機控制實驗4.7: 步進電機控

11、制五、DSP算法實驗實驗5.1: 有限沖擊響應(yīng)濾波器(FIR)算法實驗5.2: 無限沖擊響應(yīng)濾波器(IIR)算法實驗5.3: 快速傅立葉變換(FFT)算法實驗5.4: 卷積算法實現(xiàn)鍵盤輸入實驗5.5: 自適應(yīng)濾波器算法實驗5.6: 抽樣定理六、綜合實驗實驗6.1: 交通燈綜合控制實驗6.2: 多路信號混頻實驗6.3: FIR濾波器的信號濾波實驗6.4: PID算法控制七、語音信號采集與分析實驗實驗7.1: 語音采集和放送實驗7.2: 語音信號編碼和解碼實驗7.3: 語音信號的FIR濾波八、演示實驗實驗8.1: DSP系統(tǒng)功能檢測實驗8.2: PID算法控制實驗 第一次 實驗1.1-1.4, 8.1 第二次 實驗3.1.-3.3 , 4.1-4.6 第三次 自選實驗DSP課程設(shè)計報告。自選以一感興趣的課程設(shè)計報告