《计算机控制系统》实验指导书 DSP版Word文档格式.docx

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16-位（用于存放二级标准汉字库及驻留实验程序）

◆提供手动复位

◆1路RS232接口

◆4路12位10μS建立时间±

10V输出D/A

◆17键薄膜键盘

◆240*128大屏幕液晶显示

◆交通灯演示模块

以上只介绍实验箱所用到资源，如想使用其他资源请参考各个模块的用户手册。

2.2实验箱特点

模块化的产品结构：

SEED-DEC2812

实验箱的DSP基本系统

可替换其它系列的DSPSEED-DECxxxx产品

SEED-Mboard

人机接口模块、处理器为TMS320C5402DSP

SEED-DTK_PWMDRV

电机驱动模块

实验箱特点：

◆独具匠心设计的双DSP结构，可以完成DSP间的通讯实验

◆各模块丰富的资源，最大化满足实验要求

◆全数字化实验过程，包括高精度信号发生器

◆丰富多彩的实验，可以满足多种专业的教学要求

◆内容详实的实验手册和实验报告

◆公开的底层函数，提供实验可扩展性

精湛的产品设计和加工工艺，体现出的专业产品制造

二、CCS软件使用入门

1、DSP驱动程序的配置

（1）双击桌面上的SetupCCS2（2000）。

“Clear”原有的设备驱动程序配置。

（2）根据DSP的型号选择相应的TI原装驱动程序，根据DSP的型号选择相应的TI驱动程序，本实验箱采用SEED_DEC2812，故选择F2812XDS510Emulator。

单击　ImportaConfigurationFile。

（3）进入下图所示界面，选择F2812XDS510Emulator后，单击Import后，点击Close命令。

（4）点中F2812XDS510Emulator驱动后，鼠标右键，在弹出的菜单中点击Properties；

（5）在弹出的对话框中点击▼，添加Auto_generateboarddatafilewithextraconfigure

（6）点击Browse，弹出一对话框。

（7）在上一步操作中弹出的对话框中，选中CCS中drivers目录下的seedusb2.cfg文件，同时打开；

（8）点击图标next

（9）I/OPort为0x240，点击图标Next；

（10）根据系统CPU的个数选择AddSingle的相应次数，然后点击next。

（11）点击图标Finish

（12）第十三步：

关掉CCSsetup。

（13）第十四步：

保存设置；

（14）第十五步：

启动CCS；

（15）第十六步：

出现CCS调试界面；

2、CCS使用入门实验

2.1、实验目的：

（1）熟悉CCS集成开发环境，掌握工程的生成方法；

（2）熟悉SEED-DEC2812实验环境；

（3）掌握CCS集成开发环境的调试方法。

2.2、实验内容：

（1）DSP源文件的建立；

（2）DSP程序工程文件的建立；

（3）学习使用CCS集成开发工具的调试工具。

2.3、实验准备：

（1）将DSP仿真器与计算机连接好；

（2）将DSP仿真器的JTAG插头与SEED-DEC2812单元的J1相连接；

（3）启动计算机，当计算机启动后，打开SEED-DTK2812的电源。

观察SEED-DTK_MBoard单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V的电源指示灯灯及SEED-DEC2812的电源指示灯D2是否均亮；

若有不亮，请断开电源，检查电源。

2.4、实验步骤：

（1）创建源文件

1.双击

图标进入CCS环境。

2.打开CCS选择File→New→SourceFile命令

3.编写源代码并保存

4.保存源程序名为math.c，选择File→Save

5.创建其他源程序（如.cmd）可重复上述步骤。

（2）创建工程文件

1.打开CCS，点击Project-->

New,创建一个新工程，其中工程名及路径可任意指定

弹出如下对话框：

2.在Project中填入工程名，Location中输入工程路径；

其余按照默认选项，点击完成即可完成工程创建；

3.点击Project选择addfilestoproject，添加工程所需文件；

4.在弹出的对话框中的下拉菜单中分别选择.c点击打开，即可添加源程序math.c添加到工程中；

5.同样的方法可以添加文件math.cmd、rts.lib到工程中；

在下面窗口中可以看到math.c、math.cmd、rts.lib文件已经加到工程文件中。

（3）设置编译与连接选项

1.点击Project选择BuildOpitions；

2.在弹出的对话框中设置相应的编译参数，一般情况下，按默认值就可以；

3.在弹出的对话框中选择连接的参数设置，设置输出文件名（可执行文件与空间分配文件），堆栈的大小以及初始化的方式。

（4）工程编译与调试

1.点击Project→Buildall，对工程进行编译，如正确则生成out文件；

若是修改程序，可以使用Project→Build命令，进行编译连接，它只对修改部分做编译连接工作。

可节省编译与连接的时间。

编译通过，生成.out文件；

2.点击File→loadprogram，在弹出的对话框中载入debug文件夹下的.out可执行文件；

3.装载完毕；

4.点击debug→GoMain回到C程序的入口；

5.打开File→Workspace→SaveWorkspace保存调试环境，以便下次调试时不需要重新进行设置。

只要File→Workspace→LoadWorkspace即可恢复当前设置。

实验二数字I/O实验—交通灯实验

一、实验目的：

1.掌握DSP扩展数字I/O口的方法；

2.了解SEED-DEC2812的硬件系统。

二、实验内容：

1.DSP的初始化；

2.TMS320C2812的扩展数字I/O口使用；

3.交通灯实现程序。

三、实验知识背景：

1.DSP系统中数字I/O的实现

DSP系统中一般只有少量的数字I/O资源，而一些控制中经常需要大量的数字量的输入与输出。

因而，在外部扩展I/O资源是非常有必要的。

在扩展I/O资源时一般占用DSP的I/O空间。

其实现方法一般有两种：

其一为采用锁存器像74LS273、74lS373之类的集成电路；

另一种是采用CPLD在其内部做锁存逻辑，我们采用的是后者。

F2812A为16-位定点DSP，其外部存储器接口只支持16-位、异步存储器访问，所以SEED-DEC2812上的存储器扩展总线只实现16-位、异步存储器接口，其4个存储空间CE0～CE3映射到`F2812的Zone2存储空间上，而’F2812的Zone2存储空间的大小只有512K×

16-位可以对外部访问。

在此，我们采用分页技术将4个1M×

16-位的扩展总线存储空间CE0～CE3映射到’F2812的512K×

16-位Zone2存储空间中。

也即将4M×

16-位的扩展总线存储空间分为8个512K×

16-位的存储空间页，3位页地址由扩展总线页地址寄存器（映射在Zone1空间的0x00,4020，只写）产生，其控制位的定义如下：

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

保留

PA21

PA20

PA19

PA[21:

20]：

页地址高2位，用于选择4个1M×

16-位扩展总线存储空间，复位为00

00：

选择扩展总线的CE0空间

01：

选择扩展总线的CE1空间

10：

选择扩展总线的CE2空间

11：

选择扩展总线的CE3空间

PA19：

扩展总线存储空间的A19地址线，复位为0

外部总线上，需要CE3作为片选信号，所以需要将CE3空间映射到数据空间，才能对交通灯和led灯端口进行操作。

实验箱I/O板映射到SEED-DEC2812模板的CE3空间，接口方式为16-位。

地址映射关系如下：

实验箱I/O板对应的起始地址为：

0x080000（字地址）；

TRAFFICLED的偏移地址为：

0x0000；

即TRAFFICLED的地址为：

0x080000；

2.数字IO所占的资源：

交通灯控制口地址为：

0x80000（I/O空间）；

其说明如下：

D11

D10

D09

D08

D07

D06

D05

D04

D03

D02

D01

D00

SR

SY

SG

WR

EG

EY

WY

ER

WG

NR

NY

NG

NG：

方向北的绿灯控制位；

NY：

方向北的黄灯控制位；

NR：

方向北的红灯控制位；

WG：

方向西的绿灯控制位；

ER：

方向东的红灯控制位；

WY：

方向西的黄灯控制位；

EY：

方向东的黄灯控制位；

EG：

方向东的绿灯控制位；

WR：

方向西的红灯控制位；

SG：

方向南的绿灯控制位；

SY：

方向南的黄灯控制位；

SR：

方向南的红灯控制位；

当以上各位置“1”时，点亮各控制位所代表的交通灯状态的LED灯。

四、实验程序功能与结构说明：

1.数字IO实验，包含文件：

IO.c：

这是实验的主程序，包含了系统初始化，并完成控制交通灯按照所选择的不同模式输出显示。

DSP28_GlobalVariableDefs.c：

定义各模块的全局变量。

DSP28_SysCtrl.c：

系统初始化函数。

2812.cmd:

声明了系统的存储器配置与程序各段的连接关系。

2812.gel：

系统初始化。

*.h：

各个源文件的头文件。

rts2800.l：

库函数文件。

2.程序流程图

3.实验准备

首先将F:

盘DSP学生实验程序目录下的数字I/O实验－交通灯实验的文件夹拷贝到F：

盘根目录下的以自己名字所命名的文件夹。

（3）打开SEED-DTK2812的电源。

观察SEED-DTK_MBoard单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V的电源指示灯以及SEED-DEC2812的电源指示灯D2是否均亮；

若有不亮的，请断开电源，检查电源。

4.实验步骤

（1）打开CCS，进入CCS的操作环境；

（2）装入IO.pjt工程文件，添加2812.gel文件，打开IO.c文件，在草稿纸上编写主程序流程图，并完善主程序；

（3）调试IO.c文件，调试无误后，修改TESTCOMMAND的宏定义即将每一种运行方式所对应宏定义的值直接赋值给TESTCOMMAND，即可改变运行方式；

TESTCOMMAND是交通灯操作控制选项。

可以为1、2、3、4、5这5个数。

1为自动运行；

2为夜间模式；

3为交通灯东西通；

4为交通灯南北通；

5为禁行。

（4）装载程序IO.out；

（5）运行，观察。

实验三PWM输出实验1——直流电机控制实验

1.了解直流电机驱动的原理；

2.了解PWM对直流电机的驱动原理；

3.了解使用T1PWM_T1CMP控制直流电机的实现过程。

2.PWM产生的定时中断服务程序。

1.PWM简介：

TMS320F2812的事件管理器模块有EVA和EVB两个。

每个管理器包括通用定时器（GP）、比较器、PWM单元、捕获单元以及正交编码脉冲电路（QEP）。

EVA和EVB在功能上是完全相同的，只是在模块的外部接口和信号有所不同。

F2812每个模块可以产生8路PWM，包括3对全比较单元产生的死区可编程PWM信号以及由通用定时器比较器产生的2路独立的PWM信号。

由EV全比较单元产生的PWM有如下特点：

●16位寄存器

●可编程死区，最小死区宽度为一个CPU时钟周期

●可直接改变PWM频率

●每个PWM周期内或周期结束后都可以改变PWM脉宽，最小脉宽和调整最小量都是一个CPU时钟周期

●外部可屏蔽的功率和驱动保护

●脉冲生成电路可以用来产生可编程的不对称、对称以及8个空间矢量的PWM波形

●自动装载比较和周期寄存器减少CPU开销

●PDPINTx可直接屏蔽PWM输出

EV比较单元PWM的电路功能框图如下（以EVA为例，EVB相同）：

由图可知比较单元的PWM有以下功能单元：

●非对称/对称波形发生器

●可编程死区单元（DBU）

●输出逻辑

●空间矢量（SV）PWM状态机

通过几部分的配合工作实现PWM全部功能。

软件设置上是通过对以下寄存器的设置来实现：

●T1/3CON--定时器控制器

●COMCONA/B--比较控制器寄存器

●ACTRA/B--比较方式控制寄存器

●DBTCONA/B--死区设置寄存器

2.直流电机控制：

（1）直流电机的驱动：

上图是直流电机翻译/驱动的典型电路的一个变种，采用这种电路不但能够完成直流电机驱动的动作，而且可以避免典型H桥电路潜在的短路危险。

针对SEED-DEC中直流电机系统动作要求和电机的特点，电机驱动电路设计思路如下：

1）电机采用15V直流电源供电，串接50Ω@3W电阻限流并分压；

2路控制信号X、Y由SEED-DTK_MBoard提供，信号为CMOS标准电平；

2）使用达灵顿管TIP31C代替BD679作为电机驱动开关，基级串接100Ω电阻；

3）使用快速二极管1N4007完成保护功能，以免电机换向时烧毁电机；

4）电机电源/地之间跨接电容，电机地与数字地之间采用磁珠连接共地；

（2）直流电机的驱动接口

本实验箱通过控制EVA的T1PWM_T1CMP与T2PWM_T2CMP引脚实现对直流电机的控制。

四、实验程序功能与结构说明:

1.直流电机实验，包含文件：

MOTOR.c：

实验主程序，包含了系统初始化，直流电机控制，机调速等；

DSP28_EV.c：

包含了事件管理器初始化。

DSP28_DefaultIsr.c：

包含了异步串口接收中断服务程序。

各个外设备全局变量定义。

DSP28_PieCtrl.c：

PIE中断初始化。

DSP28_PieVect.c：

PIE中断矢量表初始化。

系统初始化

各个源文件的头文件

库函数文件

2.程序流程图

盘DSP学生实验程序目录下的DC_Motor的文件夹拷贝到F：

观察SEED-DTK_MBoard单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V的电源指示灯以及SEED_DEC2812的电源指示灯D2是否均亮；

（2）装入dcmotor.pjt工程文件，添加2812.gel文件，打开dcmotor.c文件，在草稿纸上编写主程序流程图，并完善主程序；

（3）调试dcmotor.c文件，调试无误后，装载程序dcmotor.out；

（4）运行程序，观察实验箱上电机的运行状态。

递交报告格式

题目三号黑体

班级，学号（小四）

作者姓名（小四）

1前言（小四黑）

前言叙述论题的背景，内容包括为什么要做这件事，目前了解到的资料中别人是如何做与本问题相关的研究的。

2研究的原理

描述或推导所用理论的原理，作者对运用的原理有何改进。

全文书写规范，无错别字，语句通顺，有哲理。

在2000字左右，A4纸3张左右，插图不能太大。

3原理的应用仿真

采用什么被控对象，对对象的模型的来源与结构进行描述。

系统仿真的实现，遇到的问题，采用什么方法解决；

仿真的结果。

4结论

本研究的收获，研究的意义，研究的应用，原理与技术的今后发展。

5参考文献（5篇以上）

按“作者，文献名，出处（期刊名、书名），出版时间”顺序排列。