电机的DSP控制课程设计报告

1、课程名称：电机的DSP空制课程设计院 系：电子信息与电气工程学院 专 业：电气工程与自动化 班 级:学 号:姓 名:上海交通大学目录1. 电机控制的DSP芯片3.2. 软件设计要求 3.2.1学会DSP开发环境的使用，能编写 C语言程序； 32.2编写数码管显示程序、键盘扫描程序； 32.3编写AD采样程序；3.2.4编写6路PWM正弦波程序（变频器逆变需 6路）； 33. 软件实现3.3.1数码管显示程序、键盘扫描程序 33.1.1程序设计思路程序模块4.3.2 AD采样程序程序设计思路程序模块6.3.3 6路PWM正弦波程序73.3.1程序设计思路

2、程序模块程序设计结果104. 课程总结141. 电机控制的DSP芯片本课程设计用的芯片为TMS320F28027;本课程设计中主要用到的一些电路模块：显示和键盘电路、BC7281、A/D采样电路、PWM输出电路。2. 软件设计要求2.1学会DSP开发环境的使用，能编写 C语言程序；2.2编写数码管显示程序、键盘扫描程序；程序运行后，初始值为0,通过1个键，按一下加1,通过另一个 键，按1下减1；（按着不放，超过1秒，不断加1或减1，时间 超过5秒，不断加10，或减10）。2.3编写AD采样程序；根据输入的电压值，把AD的结果显示出来，当输入电压变化时， 显示值也变化

3、。2.4编写6路PWM正弦波程序（变频器逆变需6路）；PWM的开关频率为10KHZ，其输出的正弦波频率为 0100Hz，根据AD的值变化，50Hz时输出100%电压，050Hz按V/f等于常数输出，死区时间取2us。频率值显示在数码管上。3. 软件实现3.1数码管显示程序、键盘扫描程序3.1.1程序设计思路此程序关键是如何去计时，最初考虑是用计时器中断去设计程序，但此方法需要在中断中执行判断按键是否持续，以及更改和现实数字，中断中操作过多，经常出错。故后来改为用延时环节计时，此方法的优点是不需要用中断，但计时不够精确。3.1.2程序模块for(；) time=O;/计时变量time初始值为0;

4、if(KEY=O) key_number=Read_7281(0x13);读取按键值switch(key_number)case 0x00:keynumber+;if(keynumber9999)keynumber=0;write();dela y(2);break;case 0x01: keynumber-;if(keynumber0)keynumber=9999;write();dela y(2);break;/switch/ifwhile(KEY=0)如果按键没有松开，则开始计时；if(time=5)/延时环节，延时为 1秒；for(cnt1=0;cnt1270;cnt1+)for(cn

5、t2=0;cnt2=1 &time9999)keynumber=0;write();break;case 0x01:keynumber-;lf(keynumber5)按着不放超过5秒，则不断加10或减10;switch(key_number)case 0x00:keynumber+=10;if(keynumber9999)keynumber=0;write();delay(15);break;case 0x01:keynumber-=10;if(keynumber0)keynumber=9999;write();delay(15);break;default : break;/for3.2 A

6、D采样程序3.2.1程序设计思路此程序相对简单，只需要用 ADC中断获取通道的采样值，再将采样 值在数码管上显示即可。3.2.2程序模块/ADC中断，获取通道采样值;interrupt void adc_isr(void)Voltage010 = AdcResult.ADCRESULT12;Voltage011 = AdcResult.ADCRESULT14;Voltage012 = AdcResult.ADCRESULT15;AdcRegs.ADCINTFLGCLR.bit.ADCINT1 = 1;/模数转换结果由 ADCINB4通道采样产生/ 28027 缺 ADCINB5 ADCRESU

7、LT13/模数转换结果由 ADCINB6通道采样产生/模数转换结果由 ADCINB7通道采样产生/Clear ADCINT1 flag reinitialize for next SOCVoltage00 = AdcResult.ADCRESULT0;/模数转换结果由ADCINA0通道采样产生Voltage01 = AdcResult.ADCRESULT1;/模数转换结果由ADCINA1通道采样产生Voltage02 = AdcResult.ADCRESULT2;/模数转换结果由ADCINA2通道采样产生Voltage03 = AdcResult.ADCRESULT3;/模数转换结果由ADCI

8、NA3通道采样产生Voltage04 = AdcResult.ADCRESULT4;/模数转换结果由ADCINA4通道采样产生/ 28027缺 ADCINA5 ADCRESULT5Voltage05 = AdcResult.ADCRESULT6;/模数转换结果由ADCINA6通道采样产生Voltage 06 = AdcResult.ADCRESULT7;/模数转换结果由ADCINA7通道采样产生/ 28027缺 ADCINB0 ADCRESULT8Voltage07 = AdcResult.ADCRESULT9;/模数转换结果由ADCINB1通道采样产生Voltage08 = AdcResul

9、t.ADCRESULT10;/模数转换结果由ADCINB2通道采样产生Voltage09 = AdcResult.ADCRESULT11;/模数转换结果由ADCINB3通道采样产生/ Acknowledge interrupt to PIEPieCtrIRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; return;/for循环for(;)/计算每一位的数值，并显示;qw = Voltage00/1000;bw = (Voltage00 - 1000*qw)/100;sw = (Voltage00 - 1000*qw - 100*bw)/10;gw = Voltage00 -

10、1000*qw - 100*bw - 10*sw;qw1 = Voltage01/1000;bw1 = (Voltage01 - 1000*qw1)/100;sw1 = (Voltage01 - 1000*qw1 - 100*bw1)/10;100*bw1 - 10*sw1;/向最右边算起第8位写0/向最右边算起第7位写0/向最右边算起第6位写0/向最右边算起第5位写0/向最右边算起第4位写0/向最右边算起第3位写0/向最右边算起第2位写0/向最右边算起第1位写0gw1 = Voltage01 - 1000*qw1Write_7281(0x15,(0x70+qw);Write_7281(0x1

11、5,(0x60+bw);Write_7281(0x15,(0x50+sw);Write_7281(0x15,(0x40+gw);Write_7281(0x15,(0x30+qw1);Write_7281(0x15,(0x20+bw1);Write_7281(0x15,(0x10+sw1);Write_7281(0x15,(0x00+gw1);delay(3);3.3 6路PWM正弦波程序3.3.1程序设计思路PWM开关频率和死区的设置，可以在InitEPwm1Example()，这个函数中通过对周期寄存器赋值来控制开关频率，死区则通过对Rais ingEdge Delay和Failing Ed

12、ge Delay赋值来设置。程序要求开关频率为 10KHZ,而 28027 主频为 60MHZ，由于 60M/3000/2=10K，故周期寄存器赋值3000；程序要求死区为2us，故只需将上升沿延迟和下降沿 延迟均设定为1us即可。输出波形为正弦波，即要求占空比按正弦变化，本组通过查表(表中 数据按正弦变化)，来进行脉宽调制。对于频率的控制，首先按50HZ 为基准，要求每次步长为1查表，将表中数据查完一遍，输出的波 形即为50HZ。则由于开关频率为10KHZ，10K/50=200，所以正弦表 中应含有200个数值，且数值大小按正弦变化。当频率小于50HZ时,按F/50这一比例系数为步长进行查表

13、，由于 F50，故查表较快，即输出波形频率 变大。对与V/f为常数，则可通过简单的运算即可实现。332程序模块 正弦表/Sin table , Max Value 4096 , Min Value 0unsigned short sin_table200=2073,2138,2202,2266,2330,2393,2456,2519,2582,2643,2705,2765,2825,2884,2942,3000,3056,3112,3166,3220,3272,3323,3372,3421,3468,3513,3558,3600,3641,3681,3719,3755,3790,3823,38

14、54,3883,3911,3937,3961,3983,4003,4021,4037,4051,4063,4074,4082,4088,4092,4095,4095,4093,4089,4083,4075,4066,4054,4040,4024,4006,3987,3965,3942,3916,3889,3860,3829,3797,3762,3726,3689,3649,3609,3566,3522,3477,3430,3382,3333,3282,3230,3177,3123,3068,3011,2954,2896,2837,2777,2717,2656,2594,2532,2469,24

15、06,2342,2279,2215,2150,2086,2022,1957,1893,1829,1765,1702,1639,1576,1513,1452,1390,1330,1270,1211,1153,1095,1039,983,929,875,823,772,723,674,627,582,537,495,454,414,376,340,305,272,241,212,184,158,134,112,92,74,58,44,32,21,13,7,3,0,0,2,6,12,20,29,41,55,71,89,108,130,153,179,206,235,266,298,333,369,4

16、06,446,486,529,573,618,665,713,762,813,865,918,972,1027,1084,1141,1199,1258,1318,1378,1439,1501,1563, 1626,1689,1753,1816,1880,1945,2009;此即为正弦表，此表中数据按正弦规律变化，通过查表可以控制占空比，即控制电压大小，通过改变查 表的快慢即可控制输出波形的频率。/EPWM1 配置10KHz : 60M / 3000 / 2 = 10K center-aligned#define EPWM1_TIMER_TBPRD#define EPWM2_TIMER_TBPR

17、D#define EPWM3_TIMER_TBPRD3000/Periodregister周期寄存器赋值30003000/Periodregister3000/Periodregister void lnitEPwm1Example()/ Setup TBCLKEPwm1Regs.TBPRD = EPWM1_TIMER_TBPRD; / Set timer period 801 TBCLKs/周期寄存器值为 3000，60M/3000/2=10K ； 即开关频率设置为 10KHZ ；EPwm1Regs.TBPHS.half.TBPHS = 0x0000;/ Phase is 0EPwm1Reg

18、s.TBCTR = 0x0000;/ Clear counterEPwm1Regs.DBCTL.bit.0UT_M0DE = DB_FULL_ENABLE;EPwmIRegs.DBCTL.bit.POLSEL = DB_ACTV_HIC;/Toggle EPWM1B onlyEPwm1Regs.DBCTL.bitN_MODE = DBA_ALL;/Delay on Raising and FalingEPwm1Regs.DBRED = 120;/1us deadbandEPwm1Regs.DBFED = 120;死区配置，RED和FED均设置为1us，即死区时间为 2us；/for循环for(

19、;)FreqFloat = ADCResults0/38;0100HZ；频率与通道采样值乘正比，除以38是为了控制频率调节范围为FreqInt = (unsigned int) FreqFloat;th = (FreqInt%100)/10;将频率输出在数码管上；Write_7281(0x15,(0x50+th);th = Freqlnt%10;Write_7281(0x15,(0x40+th);Dela y(2);asm(NOP);/EPWM中断函数interrupt void epwm1sr(void)/ Update the CMPA and CMPB values/ update_co

20、mpare(&epwm1_info);unsigned int PhaseAPosition;unsigned short i,j,k;InterruptedTimes+;PWMStep = FreqFloat/50.0;设置查表的步长，以50HZ为基准；PhaseAPositionHistory += PWMStep;/ 按步长依次查表；if( PhaseAPositionHistory 200) PhaseAPositionHistory -= 200; 若超过 200，则循环PhaseAPosition = (unsigned int)PhaseAPositionHistory;if(F

21、reqInt 50)i = (unsigned short) (float) sin_tablePhaseAPosition % 200 / 1.37f);j = (unsigned short) (float) sin_table(PhaseAPosition + 133) % 200 / 1.37f);k = (unsigned short) (float) sin_table(PhaseAPosition + 67 ) % 200 / 1.37f);/ /频率大于50HZ时的变换式，输出电压为100%幅值；elsei = (unsigned short) (float) FreqInt

22、* 2 * sin_tablePhaseAPosition % 200 / 137.0f); j = (unsigned short) (float) Freqlnt * 2 * sin_table(PhaseAPosition + 133) % 200 / 137.0f); k = (unsigned short) (float) FreqInt * 2 * sin_table(PhaseAPosition + 67 ) % 200 / 137.0f);/频率小于50HZ时所用的变换式，保证了电压变化在50HZ处的连续，也保证了V/f为常数;if(PWMEnabled)/设置各路 PWM 的占空比；EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = i;EPwm2Regs.CMPA.half.CMPA = j;EPwm3Regs.CMPA.half.CMPA = k;/EPwmIRegs.CMPB = i;/ Set Compare B value/ Clear INT flag for this timerEPwm1Regs.ETCLR.bit.INT = 1;/ 清中断标志位/ Acknowledge this interrupt to receive more interrupts from group 3PieCtrlRegs.PIEACK.