数字信号处理设计报告.docx
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数字信号处理设计报告
绪言
做这个课程设计之前在网上看了别人的设计思路，整个系统的基本思想就是利用DSP内部资源产生可控制的脉冲（PWM）控制整流电压，改变电机电枢两端的电压值，从而实现电动机的转速调节。
DSP提供PWM波控制逆变器，进而驱动步进电机，通过光电编辑器或者测速器，得到一系列脉冲信号，与一路或两路的捕捉寄存器接口相连，经过计算可以得到电动机转子的位置和速度，DSP再根据相电流等输入信号，采用FOC控制思想，计算得到对定子相电流的控制量，从而实现励磁分量和转矩分量的解耦控制，最终获得优良的控制性能。
设计任务:
利用TMS320VC5402的片内定时器中断，通过键盘控制直流电机和步进电机的正转、反转、加速、减速，调速方式最少分两档（即快速调节、慢速调节），并将送往步进电机的代码显示到LED上。
要求达到效果：
本实验采用定时器计数,通过键盘控制直流电机和步进电机的正转、反转、加速、减速.
操作:
利用0键计数，1和2键来实现电机正反转或者调速。
主要如下：
计数次数为1时：
按1号键：
减小步进电机速度，按2号键：
增大步进电机速度
计数次数为2时：
按1号键:
步进电机反转，按2号键:
步进电机正转*
计数次数为3时：
按1号键:
减小PWM脉冲周期，按2号键：
增大PWM脉冲周期
计数次数为4时：
按1号键:
减小直流电机速度，按2号键：
增大直流电机速度
计数次数为5时：
按1号键：
直流电机反转，按2号键：
直流电机正转
计数次数为6时：
按1号键:
直流电机快速加速，按2号键：
直流电机快速减速
计数次数为7时：
按1号键:
步进电机快速加速，按2号键：
步进电机快速减速
实现方案：
原理：
键盘中断服务程序流程图：
利用TMS320VC5402的片内定时器中断分别实现直流电机延时计数器和步进电机的延时计数器，通过键盘中断分别设定两个延时计数器的计数范围来实现直流电机和步进电机调速；通过键盘中断来分别改变直流电机和步进电机方向和运转速度。
硬件设计：
1.直流电动机的方向控制：
AB=00,T1T3T2T4均截止,电机惯性运行（旋转）
AB=01,T1T3导通T2T4截止,电机加速运行（正转）
AB=10,T1T3截止T2T4导通,电机加速运行（反转）
2.直流电动机的速度控制：
当相配对的开关闭合时，直流电机加速运行；当开关断开时，直流电机惯性运行（由于摩擦而减速运行），所以，要控制直流电动机的速度即是控制开关闭合的时间，在一段时间内（定义一个固定周期T），开关持续闭合时间越长（定义这个时间为t，t3.DSP控制直流电机的接线图：
4.步进电机的方向控制：
1）当A相通电时，由于磁场的作用，使得转子的齿与A相的齿相对，即转子正转过45度，2）当A断电，B通电时，由于磁场的作用，使得转子的齿与B相的齿相对，转子又正转过45度，
3）当第二步时不是B通电，而是D通电，转子则会逆时针转45度，
所以，要控制步进电机的转转方向即是控制定子的通电顺序，当通电依次为A—B—C—D—A—B…时，步进电机正转，当通电顺序为A—D—C—B—A--
5.步进电机转速的控制：
由上述步进电机的原理可知，当给定子通电的切换越快，转子转速越快；通电切换越慢，转子转速越慢。
当然，并不是切换的频率越快转速越快，当频率达到一定值时，转子开始在一个位置左右摇摆或者不动，而且此时也比较容易烧坏步进电机。
6.DSP控制步进电机的接线图：
7.软件译码动态显示：
软件设计：
1.步进电机的控制流图：
2.步进电机正反转程序：
BJ_ctr:
BITFBJ_direct,#01h;判断方向
BCBJ_neg,TC
BJ_pos:
st#00h,BJ_times
PORTW*AR0+%,BJ_ADD;正转
rpt#0ffffh
nop
nop
rpt#0ffffh
nop
nop
BDJ_ctr
BJ_DEL:
;rpt#0ffffh
nop
nop
;rpt#0ffffh
nop
nop
BDJ_ctr
BJ_neg:
st#00h,BJ_times
PORTW*AR0-%,BJ_ADD;反转
rpt#0ffffh
nop
nop
rpt#0ffffh
nop
nop
3.直流电机的控制流图：
4.直流电机方向控制：
DJ_ctr:
LDDJ_speed,A
SUBDJ_times,A
BCDJ_stop,ALEQ
BITFDJ_direct,#1h;判断方向
BCDJ_neg,TC
DJ_pos:
ST#VOL_POS,DJ_VOL;（反转）输出零电平
PORTWDJ_VOL,DJ_ADDR
rpt#01fffh
nop
nop
Bmain
DJ_neg:
ST#VOL_NEG,DJ_VOL;（正转）输出正电平
PORTWDJ_VOL,DJ_ADDR
rpt#01fffh
nop
DJ_stop:
;st#00h,DJ_times
LDDJ_width,A
SUBDJ_times,A
BCTM_CL,ALEQ
ST#VOL_Z,DJ_VOL;（正转）输出正电平
PORTWDJ_VOL,DJ_ADDR
rpt#01fffh
nop
nop
Bmain
5.步进电机与直流电机对应的操作：
model1:
ADDM#01h,model
LDmodel,A
SUB#08h,A
BCrepmodel,AEQ
Bexit
judge1:
LDmodel,A
SUB#01h,A
BCBJ_spdown,AEQ
LDmodel,A
SUB#02h,A
BCBJ_neg1,AEQ
LDmodel,A
SUB#03h,A
BCDJWD_down,AEQ
LDmodel,A
SUB#04h,A
BCDJ_spdown,AEQ
LDmodel,A
SUB#05h,A
BCDJ_pos1,AEQ
LDmodel,A
SUB#06h,A
BCDJ_Qspup,AEQ
LDmodel,A
SUB#07h,A
BCBJ_Qspup,AEQ
Bexit
judge2:
LDmodel,A
SUB#01h,A
BCBJ_spup,AEQ
LDmodel,A
SUB#02h,A
BCBJ_pos1,AEQ
LDmodel,A
SUB#03h,A
BCDJWD_up,AEQ
LDmodel,A
SUB#04h,A
BCDJ_spup,AEQ
LDmodel,A
SUB#05h,A
BCDJ_neg1,AEQ
LDmodel,A
SUB#06h,A
BCDJ_Qspdown,AEQ
LDmodel,A
SUB#07h,A
BCBJ_Qspdown,AEQ
Bexit
对应于按0号键次数前提下，分别按1号键和2号键的控制功能。
6.键控程序只要程序：
_onkey:
nop
rpt#0ffffh
nop
nop
rpt#0ffffh
nop
nop
rpt#0ffffh
nop
nop
rpt#0ffffh
nop
nop
PORTRKEY_ADDR,KEY_CODE2
ANDM#001fh,KEY_CODE2;判断按键值
LD#KEY_MON,B
ADDKEY_CODE2,2,B,B;B=（BJ_SPEED）<<8+B
BACCB
KEY_MON:
Bexit
nop
nop
KEY_0:
Bmodel1
nop
nop
……
……
系统调试及结果分析：
1.正确连接DSP实验机箱与电脑的连接，实验前确认机箱良好，打开电脑桌面上的CCS5.0软件，在myproject文件夹中正确添加以编好的程序，生成.out文件，然后装载到DSP实验机箱上面。
2.运行程序，观察直流电机与步进电机的运行情况。
按DSP实验箱上的键盘，观察不同按键对直流电机和步进电机的运行影响并记录，最后与预期要达到的人物要求作对比，看是否达到设计要求。
结果分析：
虽然调式过程中会出现一定的误差，且存在一些干扰现象，但经过最后的总体调试之后，本系统基本完成可课题研究的内容，达到了预期的目标
总结：
通过这次设计，是我将所学理论知识很好地运用到实际工程当中，学到了很多东西，锻炼了自己的各方面的能力，具体有以下几点：
1．在DSP控制知识学习方面，此次设计使我对课本上学到的知识有了进一步巩固，而且对课本上没有设计的知识也作了了解，例如TMS320VC5402的硬件结构和芯片资源的掌握，这里很感谢老师上实验课时耐心的讲解，使我们丰富了自己的知识。
2．查资料能力方面，通过这次课程设计，我进一步认识到了查工具书及网络资源的重要性，因为课本上的知识是有限的，通过查工具书能使我们广泛地吸取知识，补充自己知识系统的不足。
3．实用软件能力及编程能力方面，通过本次课程设计，我对以前做DSP实验时用到的CCS5.0软件有了更熟练的掌握，之前对DSP的C语言编程不太了解，通过本次设计们我学习并基本掌握了一些特殊指令的用法，而且也学习了DSP汇编语言和标准C语言混合编程的方法。
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