《TIC2000DSP培训教学幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《TIC2000DSP培训教学幻灯片（103页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、TI C2000 DSP培训,合众达电子,主要内容:,嵌入式系统开发 C2000系列DSP概述 F2812芯片介绍 CCS开发环境和软件设计 能得到的支持和服务,嵌入式系统开发,嵌入式系统的结构,嵌入式系统CPU,单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)简称单片机. ARM（Advanced RISC Machines） DSP （ Digital signal processing ） FPGA(Field Programmable Gate Array) ,即现场可编程门阵列.,嵌入式系统开发的前景,一类是学电子工程、通信工程等偏硬件专业出身的人，他们主要是搞硬
2、件设计，有时要开发一些与硬件关系最密切的最底层软件，如BootLoader、BoardSupportPackage(像PC的BIOS一样，往下驱动硬件，往上支持操作系统). 另一类是学软件、计算机专业出身的人，主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发.嵌入式硬件设计完后，各种功能就全靠软件来实现了，嵌入式设备的增值很大程度上取决于嵌入式软件.,嵌入式系统应用行业,通信类: 手机、可视电话、基站、交换机、路由器等. 消费电子类: VCD/DVD/MP3Player、数字相机(DC)、数字摄像机(DV)、机顶盒 (SetTopBox)、高清电视(HDTV)、游戏机等. 医疗电子类: 医疗检测装置 、
3、医疗监护装置等. 机械控制类: 数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、能源转化等.,C2000系列DSP概述,德德州仪器(Texas Instruments)，简称TI，是全球领先的半导体公司，为现实世界的信号处理提供创新的数字信号处理(DSP)及模拟器件技术,居全球数位讯号处理器(DSP)及类比技术领先地位. ( 合众达电子（ SEED ）国内唯一具有美国 TI 公司授予代理商和第三方双重资质的公司. 08 年荣获 TI 授予的“ 2007 年度亚太区最佳DSP 分销商”. (,DSP的特点,改进的哈佛结构（Havard）结构 采用多级的流水线 采用硬件乘法器 特殊的DSP指令 快速的指令
4、周期,哈佛结构,哈佛结构:DSP的程序存储器空间和数据存储器空间分开,即每个存储器空间独立编址，独立访问,并具 有独立的程序总线和数据总线，取指和执行能完全 重叠进行。允许数据存放在程序存储器中，并被算术指令运算指令直接使用.,哈佛结构,流水线操作,经典的数字信号处理方法： 时域：信号滤波FIR、IIR 频域：频谱分析FFT 数字信号处理的特点： AiXi 高速实时 数字信号处理器（Digital Signal Processor）： 结构上进行优化，更适宜完成乘加累积运算 主频足够快，能实时完成各种数字信号处理 DSP：特指数字信号处理器,DSP硬件,多总线：片内多条数据、地址和控制总线 流
5、水线执行：多个控制和运算部件并行工作 硬件乘法器 特殊指令： MAC（连乘加指令，单周期同时完成乘法和加法运算） RPTS和RPTB（硬件判断循环边界条件，避免破坏流水线） 特殊寻址方式： 位倒序寻址（实现FFT快速倒序） 循环寻址 特殊片上外设： 软件插等待电路或EMIF控制寄存器（便于与各类存储器设备接口） 数字锁相电路 PLL（有利系统稳定） DMAEDMA控制器（加速数据传输） HPI接口、PCI接口（方便实现多处理器系统） Video Port、McASP等应用专用的接口（方便与视频、音频器件无缝连接） 丰富片上存储器类型：RAM、ROM、Flash等 丰富片上外设：Timer、串口
6、（异步同步）、CAN总线、A/D、PWM和通用I/O口等,DSP的主要指标,主频：决定处理器机器时钟周期的长短. 数据宽度：主要为16位和32位.决定一次能和CPU交换的数据的最大宽度. 数据类型：浮点和定点.浮点型数据以指数的形式表示，定点型数据以整数的形式表示. MIPS(Million Instructions Per Second)/MFLOPS(Million floating-point operations per second):每秒能执行定点/浮点运算的 次数. 片上存储器大小. 片上外设接口等.,C2000DSP概述,Renewable Energy Generation,
7、Automotive Radar & Electric Power Steering,Power Line Communications,Telecom Digital Power,AC Drives, Industrial & Consumer Motor Control,Consumer & Automotive Digital Power,LED Lighting,C2000 Controllers Applications,C2000系列DSP,C2xx子系列：16位定点DSP、20MIPS 代表器件：TMS320F206PZ C24x子系列：16位定点DSP、20MIPS 代表器件：
8、TMS320F240 LF240 x子系列：16位定点DSP、40MIPS 代表器件：TMS320LF2407 F28x子系列：32位定点DSP、150MIPS 代表器件：TMS320F281x/TMS320F280 x F2833x系列： 32位浮点DSP 、150MFLOPS 代表器件： TMS320F2833x,Performance,Future,Development,Sampling,Production,Device,F2812,C/R2812,F2811,C/R2811,F2810,C2810,C281xTM 150 MIPS 128-256 KB 12.5 MSPS ADC,
9、C280 xTM 100 MIPS 32-256 KB 150ps PWM pin-compatible devices,F2801,F2808,C24xTM 40 MIPS 16-64 KB 10-bit ADC,10 DevicesLF/C240 xA 3 Devices F24x,C2801,C2802,F2802,F2806,F28xxx,F28015,F28016,F2809,F28044,C28xxx,Lower Cost,C2000系列DSP,DSP实现的功能,DSP处理器,模拟信号,AD转换,数据输入通道,数据输出通道,DA,模拟信号,HPI EMAC PWM GPIO UAR
10、T CAN,控制/ 通信,F2812,片内资源,事件管理器,模块组成,事件管理器（EV）模块为控制系统（运动控制和电机控 制）的开发提供了强大功能。 F2812包括两个事件管理器模块:EVA和EVB。 每个事件管理器模块包括：2个16-位定时器、3个全比较器、3个事件捕捉器、1个正交编码脉冲通道。产生8个PWM波输出。,PWM控制的基本思想,重要理论基础面积等效原理,冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。,PWM的生成过程,DSP的实现原理,计数寄存器连续不断地进行增减计数，就可以模拟连续的波形，比较寄存器中存放的幅度值与计数寄存器中的值不断进行比较，得到PWM波形
11、。 以输出正弦PWM波为例，由经过采样的正弦波与三角波相交，由交点得出脉冲宽度，其载波频率要求足够高。,EVA结构图,定时间器,定时器,一个可读写的16位双向计数器的寄存器TxCNT，它存储了计数器的当前值，并根据计数方向进行增计数或减计数。 一个可读写的16位定时器比较寄存器TxCMPR。 一个可读写的16位定时器周期寄存器TxPR。 一个可读写的16位定时器控制寄存器TxCON。 一个GP定时器比较输出引脚，TxCMP。 控制和中断逻辑 。 其他全局控制寄存器 。,定时器的计数模式,GP定时器有四种可选的操作模式： 停止/保持模式 连续递增计数模式 定向增/减计数模式 连续增/减计数模式
12、相应的定时器控制寄存器TxCON中的位模式决定了通用定器的操作模式。,停止保持模式：通用定时器的操作停止并保持其当前状态，定时器的计数器、比较输出和预定标计数器都保持 不变。 连续递增计数模式：,定向的增/减计数模式：定时器将根据TDIRAB引脚的输入，对定标的时钟进行递增或递减计数。,连续增/减计数模式：定时器的计数方向仅在定时器的值达到周期寄存器的值时,才改变计数方式。,定时器的PWM输出,为了设置通用定时器以产生PWM输出，需做以下工作： 根据预定的PWM(载波)周期设置TxPR。 设置控制寄存器TxCON以确定计数模式和时钟源，并启动PWM输出操作。 将对应于PWM脉冲的在线计算宽度(
13、占空比)的值加载到TxCMPR寄存器中。,PWM 的产生,定时器比较单元 产生的PWM (TxPWM),比较单元的PWM输出,三个比较单元中的每一个都可与事件管理器的GP定时器用于产生一对可编程死区和输出极性的PWM输出。 对于每个EV模块中的三个比较单元，共六个输出PWM引脚可用来控制三相交流感应电机或无刷直流电机。根据上下桥臂功率管导通顺序的不同以及导通时间的长短不同，即可达到对电机的变频调速,功能单元,比较单元PWM输出,PWM信号产生：用一定时器重复产生与PWM周期相同的计数周期，一个比较寄存器保持着调制值，在相应的输出上进行匹配。 死区：在许多的运动/电机控制和功率电子应用场合中，两
14、个功率器件（上级和下级）被串联在一个功率支路中，为避免击穿失效，两个器件的打开的周期不能重叠，所以通常加入死区保护。,寄存器操作,用比较单元和相应的电路产生所有三种PWM波形均需要对 相同的EV寄存器进行配置，配置过程需要以下步骤： 设置和装载ACTRx(比较动作控制寄存器) 如需死区，则设置和装载DBTCONx寄存器 初始化CMPRx寄存器 设置和装载COMCONx(比较控制寄存器) 设置和装载T1CON或T3CON寄存器，来启动比较操做 更新CMPRx寄存器的值,PWM的产生,可编程死区控制的 比较单元产生的 PWM （对称）,通过改变PWM载波频率来改变PWM频率 可根据需要改变PWM的
15、占空比 可改变PWM输出的极性，如高、低、强制高和强制低 可设置死区的大小,无论对于大多交流电机，其实质就是根据实际情况来实时调整这3对 PWM的输出，如输出极性、周期和输出占空比等，来对电机进行变频调速， 以达到很好的效果，可以采用PID控制，模糊控制等。,电机调速系统组成,对于电机的调速系统，通常有3部分组成，控制部分、驱动部分和电机三部分组成。其中，控制部分作为系统的CPU，主要是数据处理以及根据一些反馈信号等产生合适的输出信号，如PWM等；驱动部分主要是根据控制部分的输出信号将电源电压逆变为电机供电，控制电机的通电顺序和通电时间的长短等，这样就可以达到对电机的调速。 对于三相直流无刷电
16、机的调速系统，板卡SEED-DEC2812相当于控制部分，SEED-BLDC相当于驱动部分。,逆变电路由功率开关管V1V6等组成，可以为功率晶体管GTR、功率场效应管MOSFET、绝缘栅极管IGBT、可关断晶闸管GTO等功率电子器件。晶闸管适用于较大功率电机，晶体管适用于中小功率电动机。有3种方法： 采用驱动芯片+IGBT的形式，适用于大功率电机 采用智能功率模块（IPM）, 本身具有过压、欠压、过流和温度过高的保护功能 采用驱动芯片+MOSFET的形式，适用于中小电机,驱动部分的设计,SEED-BLDC介绍,SEED-BLDC专门针对三相直流无刷电机，可以与 SEED-DEC2812和SEED-DEC2407相连来达到对电机的实时控制。 可以与12V36V 电机相连，电机额定电流不超过4A 过压过流检测，显示和保护 可以与有位置传感器和无位置传感器的无刷电机相连 可以与编码器相连进行准确位置控制 速度检测和电流检测，可以进行闭环控制 可以进行正反转控制 驱动电路和控制电路完全隔离，避免驱
