基于DSP的直流电机控制系统

太原科技大学课程设计报告直流电机的控制设专计人：业：成凤强电子信息工程班学级：号：电子131502指导教师：二零一六年十二月11第一章设计目的及要求 2一、设计目的 2二、设计要求 2第一章设计原理与方案 2一、设计原理 2二、控制原理 5第三章硬件设计 6一、ICETEKDSP教学实验箱简介 6第四章软件设计 14一、程序编制 14二、实验程序流程图 14第五章系统调试 15一、实验准备 16二、实验程序 17第六章结论分析 172第一章设计目的及要求一、设计目的CVC5416DSPI/OPWMVC5416DSPI/O学习直流电机的控制原理和控制方法。二、设计要求=60=2)键将分别控制电机从低速到高速转动(转速==1^-5)0’键将控制电机停止转动。在小键盘上按‘+’或‘一’键切换电机的转动方向。第一章设计原理与方案一、设计原理TMSPWMTMS320VC516DSPMcBSPMcBSPI/OWidthModulationPWM)控制方式已成为绝对主流。PWMn:n=U-IRK压;I;R;KPWM上图是利用开关管对直流电动机进行PWM调速控制的原理图MOSFETUs。t10。t2占空比T3PAGEPAGE10的比值。0《a<1UoPWMPWM调速方法PWM3可以改变占空比的值:t1t2，T(或频率)也随之改变。t2t1，T(或频率)也随之改变。T(t1t20前两种方法由于在调速时改变了控制脉冲的周期(或频率)，当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时，将会引起震荡，因此这两种方法用得很少。目前，在直流电动机的控制中，主要使用定频调宽法。ICETEK-CTR直流电机模块:ICETEK-CTR即显示/控制模块上直流电机部分的原理图见下图。PWMICETEK-VC5416-AP4BFSR1，DSPPWM流电机的转速;图中的DIRICETEK-VC5416-AP429BCLKXRODSPDSPPWM21当电动机要求正转时，BCLKXRO31Y1Y1PWMV1PWM2V4V43F1Y2Y20，V3F1V2V2同样，当电动机要求反转时，BCLKXRO21V3信号控制，V2，V1,V4三、设计方案HPWM;HPWM第三章硬件设计一、ICETEKDSP教学实验箱简介本套DSPDSPDSPDSPDSPDSP1、ICETEKDSP教学实验箱的特点和指标:44来介绍该套系统。实验箱部分:四路输出;信号的波形、频率、幅度可调。频率微调:在每个频率段范围内进行频率调整。3拨动开关进行选择。幅值微调:0-3.3V平滑调整。信号接插孔:4路A/D输入((ADCINO-3),4路D/A输出(DACOUTI-4)，每路均提供信号和地。DSPA/DD/A14PWMADDADSP多实际的情况都是需要对两个信号进行相关分析。通用DSP开发系统部分:USB2.0接口开发系统，支持C2000/VC33/C5000/C6000CCS。通用开发系统DSPDSP实验箱单独从事科研开发使用。通用控制模块部分:显示输出:液晶显示((LCD):128X64点阵图形显示屏，可调整显示对比度。发光二极管显示阵列:8X8点阵。发光二极管。DSPI/OD/A插座，可直接接插耳机。键盘:17键数字键盘(标准PS2接口)。300PPS，行频率》900PPSDSPDSPI/O3050/21.3NPWM拨动开关(DIP): 4路可实现复位和设置DSP应用板参数DSP主处理板部分:支持:ICETEK-VC5416-A板、ICETEK-VC33-AICETEK-VC5509-AICETEK-VC33-ARICETEK-LF2407-AICETEK-F2812-A2、ICETEKDSP教学实验箱的组成ICETEKDSP教学实验箱主要由以下儿个部分组成:各种实验用的连线;可拆卸在实验中可从箱体上拆下。线插孔;通过固定螺丝与实验箱底板连为一体。A/DD/ADSP信号源:两组四路输出可使用专门开关启动;提供切选择输出方波、三角波和正弦波，另可选择输出频率范围(lOHz-100Hz, 100Hz-1KHz, 1KHz-lOKHz, 可进行频率和幅度(0-3.3V)的微调。ICETEKPPUSBPP+SV用或更换。显示控制模块:通过信号线连接到底板;从底板提供的+SV和++12V直流电源插座输入电源;提供液晶图形显示(128x64(8x8(12PS2蜂鸣器。显示控制模块可从底板上拆下更换。PWM((4路，仅针对DSPICETEK-F2812-A-USB-EDU数转换信号(}4((4AGND)oDSPDSP+SV插座(两个位置);34Pin((4DSP板和实验箱底板。DSP3、ICETEK-VC5416-A评估板技术指标主处理芯片:TMS320VC5416，运行速度为160M;低功耗设计;工作速度可达160MIPS片内RAM存贮空问128KX16Bit;612bitA/DADS7864，4DAC7625，100K/S,12Bit;UART串行接口，符合RS232标准;8MbitFLASH，设计有用户可以白定义的开关和测试指示灯;4组标准扩展连接器，为用户进行二次开发提供条件;IEEE1149.1试和仿真;+5V+3.3V,+1.6V4具有白启动功能设计，可以实现脱机工作;可以选配多种应用接口板，包括图像板，网络板等;4、ICETEK-VC5416-A原理图和实物图ICETEK-VC5416-A评估板接口说明实物图11ICETEK-VC5416-A器件布局图ICETEK-VC5416-A评估板原理图5、ICETEKDSP教学实验箱结构图6、ICETEKDSP教学实验箱使用注意事项拆卸各模块时请务必将实验箱总电源关闭;不使用显示/控制模块时将相关电源开关关闭;3.220V交流电源线连接须牢靠，勿使发生虚接或接触不良，并保证良好地连接地线;实验箱底板上标称值不同的直流电源不能直接跨接;实验箱底板上直流电源不能直接跨接地线;不要直接连接电源和信号插座;显示/座为++12V，下面的为+5V;连接不同类型的插座时，请再三确认无误后进行;不要带电拔插各模块;12PAGEPAGE21不要带电拔插仿真器和DSPJTAG缆;如无特殊情况，请勿打开实验箱底板;不要带电拔插键盘插头;如遇实验箱冒烟等异常现象请立即关闭总电源，并查找原因。7、ICETEKDSP教学实验箱的硬件连接220V连接ICETEK-CTR板上边插座到实验箱底板上+12V电源插座;ICETEK-CTR+5VPP(+5VDSP+SVDSPA/D入插座时，使用信号连接线(如右图)分别连接相应插座。接通电源:检查实验箱上220V第四章软件设计一、程序编制PWM，100二、实验程序流程图初始化：DSPICETEK-CTR、初始化键盘检测：进行键盘检测，断定方向，转速。1-99.用于断定键盘输入。第五章系统调试一、实验准备连接实验设备。PS2ICETEK-CTR盘接口”P8。ICETEK-CTR2.设置CodeComposerStudio2.21(Emulator)方式下运行:3.启动CodeComposerStudio2.21。4.打开工程文件:工程目录:C:\ICETEK-VC5416-EDULab\Lab0406-DCMotor\DCMotor.pjt。浏览DCMotor.c文件的内容，理解各语句作用。编译并下载程序。运行并观察程序运行结果。=2)键将分别控制电机从低速到高速转动(转速==1^-5)o在小键盘上按数字‘0’键将控制电机停止转动。在小键盘上按‘+’或‘一’键切换电机的转动方向。如果程序退出或中断时电机不停转动，可以将控制ICETEK-CTR模块的电源开关关闭再开启一次。有时键盘控制可能不是非常灵敏，这是因为程序采用了轮询方式读键盘输入的结果，可以多按儿次按键。退出程序。CCS。二、实验程序第六章结论分析=2)键将分别控制电机从低速到高速转动(转速==1^-5)。在小键盘上按数字‘0’键将控制电机停止转动。在小键盘上按‘+’或‘一’键切换电机的转动方向。通过实验可以发现，直流电机受控改变转速和方向。附录：///////////////////////////////////////////////////ExampleForICETEK-VC5416-EDU//// CTRVersion:V4////Filename:DCMotor.c////Project:DCMotor.pjt////Version:2.00////Writeby:DanielHawk////Company:RealtimedspCo.Ltd.////////AllRightsopened&noOnus2005.06///////////////////////////////////////////////////#include"scancode.h"#defineTIM*(int*)0x24#definePRD*(int*)0x25#defineTCR*(int*)0x26#defineIMR*(int*)0x0#defineIFR*(int*)0x1#definePMST*(int*)0x1d#defineSPSA0*(unsignedint*)0x38#defineSPSD0*(unsignedint*)0x39#defineSPSA1*(unsignedint*)0x48#defineSPSD1*(unsignedint*)0x49#defineREGISTERCLKMD(*(unsigned*)0x58)#defineT46uS 0x0200//CTRport8000;ioportunsignedintport8001;ioportunsignedintport8002;ioportunsignedintport8003;ioportunsignedintport8004;ioportunsignedintport8005;ioportunsignedintport8007;#defineCTRGRport8000#defineCTRLCDCMDRport8001#defineCTRKEYport8001#defineCTRCLKEYport8002#defineCTRLCDCRport8002#defineCTRLCDLCRport8003#defineCTRLCDRCRport8004#defineCTRLAport8005#defineCTRLRport8007voidDelay(unsignedintnTime);voidinterrupttime(void);charConvertScanToChar(unsignedcharcScanCode);unsignedintuWork,nCount,uN,nCount1,nDir,nTest;main(){unsignedintnSpeed,nScanCode,uWork1,uN1;unsignedcharnTest=0;REGISTERCLKMD=0;CTRGR=0;CTRGR=0x80;CTRGR=1;CTRLR=0; //通灯CTRLR=0x40; //向的交通灯uWork1=CTRCLKEY; //清除键盘缓冲区22REGISTERCLKMD=0x1007; //DSP两倍PLL时钟=32MHzuN=30;nCount=nCount1=0;nDir=0;cKey=cOldKey=0;SPSA1=1; //setMcBSP1'sSPCR2uWork=SPSD1;uWork&=0xfffe;//setSPSD1=uWork;SPSA1=0x0e;//setMcBSP1'suWork=SPSD1;uWork|=0x2400;//setXIOEN=1FSXM=1,EnableIO,FSRforoutputSPSD1=uWork;SPSA0=0; //setMcBSP0'sSPCR1uWork=SPSD0;uWork&=0xfffe;//setSPSD0=uWork;SPSA0=0x0e;//setMcBSP0'sPCR1PAGEPAGE32uWork=SPSD0;uWork|=0x1101;//setRIOEN=1FSXM=1,EnableIO,CLKRforoutput,setMotor'sdirectionto1SPSD0=uWork;asm("ssbxINTM");//置时不许打扰uWork1=PMST;PMST=uWork1&0xff;IMR=0x8;TCR=0x411;TIM=0;PRD=T46uS;nSpeed=T46uS;TCR=0x422;IFR=0x8;asm("rsbxwhile(1){if(nCount>16){CTRGR=1;nCount=0;nScanCode=CTRKEY;//nScanCode&=0x0ff;//低8//uWork1=CTRCLKEY;//区if(nScanCode!=0){if(nScanCode==SCANCODE_Enterbreak;else{cKey=ConvertScanToChar(nScanCode);if(cKey!=0&&cOldKey!=cKey{cOldKey=cKey;switch(cKey){case'0':uN=100;case'1':uN=70;break;case'2':uN=50;break;case'3':uN=30;break;case'4':uN=10;break;case'5':uN=1;break;case'+':uN1=uN;uN=60; 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