機電的dsp控制課程設計報告-大學畢設論文

課程名稱：電機的DSP控制課程設計院系：電子信息與電氣工程學院專業(yè)：電氣工程與自動化班級：學號:姓名：上海交通大學目錄TOC\o"1-3"\h\u178211.電機控制的DSP芯片 346622.軟件設計要求 316602.1學會DSP開發(fā)環(huán)境的使用，能編寫C語言程序； 3267912.2編寫數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描程序； 3239722.3編寫AD采樣程序； 3253162.4編寫6路PWM正弦波程序（變頻器逆變需6路）； 3170093.軟件實現(xiàn) 3169133.1數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描程序 3255453.1.1程序設計思路 3272753.1.2程序模塊 4270013.2AD采樣程序 6282243.2.1程序設計思路 6270493.2.2程序模塊 6283883.36路PWM正弦波程序 7314203.3.1程序設計思路 7160733.3.2程序模塊 8197943.3.3程序設計結果 1075134.課程總結 14電機控制的DSP芯片本課程設計用的芯片為TMS320F28027；本課程設計中主要用到的一些電路模塊：顯示和鍵盤電路、BC7281、A/D采樣電路、PWM輸出電路。2.軟件設計要求2.1學會DSP開發(fā)環(huán)境的使用，能編寫C語言程序；2.2編寫數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描程序；程序運行后，初始值為0，通過1個鍵，按一下加1，通過另一個鍵，按1下減1；（按著不放，超過1秒，不斷加1或減1，時間超過5秒，不斷加10，或減10）。2.3編寫AD采樣程序；根據輸入的電壓值，把AD的結果顯示出來，當輸入電壓變化時，顯示值也變化。2.4編寫6路PWM正弦波程序（變頻器逆變需6路）；PWM的開關頻率為10KHz，其輸出的正弦波頻率為0~100Hz，根據AD的值變化，50Hz時輸出100%電壓，0~50Hz按V/f等于常數(shù)輸出，死區(qū)時間取2us。頻率值顯示在數(shù)碼管上。軟件實現(xiàn)3.1數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描程序3.1.1程序設計思路此程序關鍵是如何去計時，最初考慮是用計時器中斷去設計程序，但此方法需要在中斷中執(zhí)行判斷按鍵是否持續(xù)，以及更改和現(xiàn)實數(shù)字，中斷中操作過多，經常出錯。故后來改為用延時環(huán)節(jié)計時，此方法的優(yōu)點是不需要用中斷，但計時不夠精確。3.1.2程序模塊 for(;;) {time=0;//計時變量time初始值為0；if(KEY==0){key_number=Read_7281(0x13); //讀取按鍵值switch(key_number){case0x00:{keynumber++; if(keynumber>9999)keynumber=0;write(); delay(2);}break; case0x01: {keynumber--; if(keynumber<0)keynumber=9999; write(); delay(2); }break;}//switch }//if while(KEY==0)//如果按鍵沒有松開，則開始計時； { if(time<=5)//延時環(huán)節(jié)，延時為1秒； { for(cnt1=0;cnt1<270;cnt1++) { for(cnt2=0;cnt2<10000;cnt2++){if(KEY!=0)break;} if(KEY!=0)break;//如果按鍵松開，則跳出循環(huán)，重新開始計時； }}if(KEY!=0)break;time++;//如果1秒內按鍵未松開，則計時變量time加1；cnt1=cnt2=0; if(time>=1&&time<=5)//按著不放超過1秒，則不斷加1或減1； { switch(key_number) {case0x00:{ keynumber++; if(keynumber>9999)keynumber=0; write();}break; case0x01: { keynumber--; If(keynumber<0)keynumber=9999; write(); }break;default:break; } } if(time>5)//按著不放超過5秒，則不斷加10或減10； { switch(key_number) {case0x00:{ keynumber+=10; if(keynumber>9999)keynumber=0; write(); delay(15);}break; case0x01: { keynumber-=10; if(keynumber<0)keynumber=9999; write(); delay(15); }break;default:break; } } } }//for3.2AD采樣程序3.2.1程序設計思路此程序相對簡單，只需要用ADC中斷獲取通道的采樣值，再將采樣值在數(shù)碼管上顯示即可。3.2.2程序模塊//ADC中斷，獲取通道采樣值；interruptvoidadc_isr(void){Voltage0[0]=AdcResult.ADCRESULT0; //模數(shù)轉換結果由ADCINA0通道采樣產生Voltage0[1]=AdcResult.ADCRESULT1; //模數(shù)轉換結果由ADCINA1通道采樣產生Voltage0[2]=AdcResult.ADCRESULT2; //模數(shù)轉換結果由ADCINA2通道采樣產生Voltage0[3]=AdcResult.ADCRESULT3; //模數(shù)轉換結果由ADCINA3通道采樣產生Voltage0[4]=AdcResult.ADCRESULT4; //模數(shù)轉換結果由ADCINA4通道采樣產生 //28027缺ADCINA5ADCRESULT5Voltage0[5]=AdcResult.ADCRESULT6; //模數(shù)轉換結果由ADCINA6通道采樣產生Voltage0[6]=AdcResult.ADCRESULT7; //模數(shù)轉換結果由ADCINA7通道采樣產生 //28027缺ADCINB0ADCRESULT8Voltage0[7]=AdcResult.ADCRESULT9; //模數(shù)轉換結果由ADCINB1通道采樣產生Voltage0[8]=AdcResult.ADCRESULT10; //模數(shù)轉換結果由ADCINB2通道采樣產生Voltage0[9]=AdcResult.ADCRESULT11; //模數(shù)轉換結果由ADCINB3通道采樣產生Voltage0[10]=AdcResult.ADCRESULT12; //模數(shù)轉換結果由ADCINB4通道采樣產生 //28027缺ADCINB5ADCRESULT13Voltage0[11]=AdcResult.ADCRESULT14; //模數(shù)轉換結果由ADCINB6通道采樣產生Voltage0[12]=AdcResult.ADCRESULT15; //模數(shù)轉換結果由ADCINB7通道采樣產生AdcRegs.ADCINTFLGCLR.bit.ADCINT1=1; //ClearADCINT1flagreinitializefornextSOCPieCtrlRegs.PIEACK.all=PIEACK_GROUP1;//AcknowledgeinterrupttoPIEreturn;} //for循環(huán)for(;;)//計算每一位的數(shù)值，并顯示；{ qw=Voltage0[0]/1000; bw=(Voltage0[0]-1000*qw)/100; sw=(Voltage0[0]-1000*qw-100*bw)/10; gw=Voltage0[0]-1000*qw-100*bw-10*sw; qw1=Voltage0[1]/1000; bw1=(Voltage0[1]-1000*qw1)/100; sw1=(Voltage0[1]-1000*qw1-100*bw1)/10; gw1=Voltage0[1]-1000*qw1-100*bw1-10*sw1;Write_7281(0x15,(0x70+qw)); //向最右邊算起第8位寫0Write_7281(0x15,(0x60+bw)); //向最右邊算起第7位寫0 Write_7281(0x15,(0x50+sw)); //向最右邊算起第6位寫0 Write_7281(0x15,(0x40+gw)); //向最右邊算起第5位寫0 Write_7281(0x15,(0x30+qw1)); //向最右邊算起第4位寫0Write_7281(0x15,(0x20+bw1)); //向最右邊算起第3位寫0 Write_7281(0x15,(0x10+sw1)); //向最右邊算起第2位寫0 Write_7281(0x15,(0x00+gw1)); //向最右邊算起第1位寫0 delay(3);}3.36路PWM正弦波程序3.3.1程序設計思路PWM開關頻率和死區(qū)的設置，可以在InitEPwm1Example()，這個函數(shù)中通過對周期寄存器賦值來控制開關頻率，死區(qū)則通過對RaisingEdgeDelay和FailingEdgeDelay賦值來設置。程序要求開關頻率為10KHZ，而28027主頻為60MHZ，由于60M/3000/2=10K，故周期寄存器賦值3000；程序要求死區(qū)為2us，故只需將上升沿延遲和下降沿延遲均設定為1us即可。輸出波形為正弦波，即要求占空比按正弦變化，本組通過查表（表中數(shù)據按正弦變化），來進行脈寬調制。對于頻率的控制，首先按50HZ為基準，要求每次步長為1查表，將表中數(shù)據查完一遍，輸出的波形即為50HZ。則由于開關頻率為10KHZ，10K/50=200，所以正弦表中應含有200個數(shù)值，且數(shù)值大小按正弦變化。當頻率小于50HZ時，按F/50這一比例系數(shù)為步長進行查表，由于F<50，故查表較慢，即輸出波形的頻率變小。當頻率大于50HZ時，也按F/50這一比例系數(shù)為步長進行查表，由于此時F>50，故查表較快，即輸出波形頻率變大。對與V/f為常數(shù)，則可通過簡單的運算即可實現(xiàn)。3.3.2程序模塊//正弦表//Sintable,MaxValue4096,MinValue0unsignedshortsin_table[200]={2073,2138,2202,2266,2330,2393,2456,2519,2582,2643,2705,2765,2825,2884,2942,3000,3056,3112,3166,3220,3272,3323,3372,3421,3468,3513,3558,3600,3641,3681,3719,3755,3790,3823,3854,3883,3911,3937,3961,3983,4003,4021,4037,4051,4063,4074,4082,4088,4092,4095,4095,4093,4089,4083,4075,4066,4054,4040,4024,4006,3987,3965,3942,3916,3889,3860,3829,3797,3762,3726,3689,3649,3609,3566,3522,3477,3430,3382,3333,3282,3230,3177,3123,3068,3011,2954,2896,2837,2777,2717,2656,2594,2532,2469,2406,2342,2279,2215,2150,2086,2022,1957,1893,1829,1765,1702,1639,1576,1513,1452,1390,1330,1270,1211,1153,1095,1039,983,929,875,823,772,723,674,627,582,537,495,454,414,376,340,305,272,241,212,184,158,134,112,92,74,58,44,32,21,13,7,3,0,0,2,6,12,20,29,41,55,71,89,108,130,153,179,206,235,266,298,333,369,406,446,486,529,573,618,665,713,762,813,865,918,972,1027,1084,1141,1199,1258,1318,1378,1439,1501,1563,1626,1689,1753,1816,1880,1945,2009};//此即為正弦表，此表中數(shù)據按正弦規(guī)律變化，通過查表可以控制占空比，即控制電壓大小，通過改變查表的快慢即可控制輸出波形的頻率。//EPWM1配置//10KHz:60M/3000/2=10Kcenter-aligned#defineEPWM1_TIMER_TBPRD3000//Periodregister周期寄存器賦值3000#defineEPWM2_TIMER_TBPRD3000//Periodregister#defineEPWM3_TIMER_TBPRD3000//PeriodregistervoidInitEPwm1Example(){//SetupTBCLKEPwm1Regs.TBPRD=EPWM1_TIMER_TBPRD;//Settimerperiod801TBCLKs//周期寄存器值為3000，60M/3000/2=10K；即開關頻率設置為10KHZ；EPwm1Regs.TBPHS.half.TBPHS=0x0000;//Phaseis0EPwm1Regs.TBCTR=0x0000;//Clearcounter………………EPwm1Regs.DBCTL.bit.OUT_MODE=DB_FULL_ENABLE;EPwm1Regs.DBCTL.bit.POLSEL=DB_ACTV_HIC;//ToggleEPWM1BonlyEPwm1Regs.DBCTL.bit.IN_MODE=DBA_ALL;//DelayonRaisingandFalingEPwm1Regs.DBRED=120;//1usdeadbandEPwm1Regs.DBFED=120;//死區(qū)配置，RED和FED均設置為1us，即死區(qū)時間為2us；……}//for循環(huán)for(;;){ FreqFloat=ADCResults[0]/38;//頻率與通道采樣值乘正比，除以38是為了控制頻率調節(jié)范圍為0~100HZ； FreqInt=(unsignedint)FreqFloat; th=(FreqInt%100)/10;//將頻率輸出在數(shù)碼管上； Write_7281(0x15,(0x50+th)); th=FreqInt%10; Write_7281(0x15,(0x40+th)); Delay(2);asm("NOP");}//EPWM中斷函數(shù)interruptvoidepwm1_isr(void){//UpdatetheCMPAandCMPBvalues//update_compare(&epwm1_info);unsignedintPhaseAPosition;unsignedshorti,j,k;InterruptedTimes++;PWMStep=FreqFloat/50.0;//設置查表的步長，以50HZ為基準；PhaseAPositionHistory+=PWMStep;//按步長依次查表；if(PhaseAPositionHistory>200){PhaseAPositionHistory-=200;}//若超過200，則循環(huán)PhaseAPosition=(unsignedint)PhaseAPositionHistory;if(FreqInt>50){ i=(unsignedshort)((float)sin_table[PhaseAPosition%200]/1.37f); j=(unsignedshort)((float)sin_table[(PhaseAPosition+133)%200]/1.37f); k=(unsignedshort)((float)sin_table[(PhaseAPosition+67)%200]/1.37f);//頻率大于50HZ時的變換式，輸出電壓為100%幅值；}else{ i=(unsignedshort)((float)FreqInt*2*sin_table[PhaseAPosition%200]/137.0f); j=(unsignedshort)((float)FreqInt*2*s