专业课程设计陈辉.doc

数字信号解决课程设计

班 级： 电科0801
姓 名： 陈辉
学 号： 22340104
指引教师： 雷学堂

物理科学与技术学院
摘要：
1. 将此前做过键盘中断及LED显示实验、定期器及交通灯实验、直流电机程序延时调速实验结合起来，编写运用定期器计数延时，通过键盘交互直流电机速度和方向控制DSP程序，调试程序并下载到实验箱运营。
2. 通过键盘调节直流电机速度，用示波器观测加到直流电机上PWM调速波形。
3. 通过键盘调节步进电机速度和方向，将速度调慢，通过LED显示观测在正、反转两种状况下，送到步进电机代码顺序。
4. 将第2和第3步所编者按定程序综合到一起，实现直流电机和步进电机同步控制，调试程序并下载到实验箱运营。

绪言：
做这个课程设计之前在网上看了别人设计思路，整个系统基本思想就是运用DSP内部资源产生可控制脉冲（PWM）控制整流电压，变化电机电枢两端电压值，从而实现电动机转速调节。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，与一路或两路捕获寄存器接口相连，通过计算可以得到电动机转子位置和速度，DSP再依照相电流等输入信号，采用FOC控制思想，计算得到对定子相电流控制量，从而实现励磁分量和转矩分量解耦控制，最后获得优良控制性能。

任务：
运用TMS320VC5402片内定期器中断，通过键盘控制直流电机和步进电机正转、反转、加速、减速，调速方式至少分两档（即迅速调节、慢速调节），并将送往步进电机代码显示到LED上。
规定达到效果：
本实验采用定期器计数,通过键盘控制直流电机和步进电机正转、反转、加速、减速.

操作：
运用0键计数，1和2键来实现电机正反转或者调速。重要如下：
计多次数为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
计多次数为2时：按1号键:步进电机反转， 按2号键:步进电机正转 *
计多次数为3时：按1号键:减小PWM脉冲周期， 按 2号键：增大PWM脉冲周期
计多次数为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
计多次数为5时：按1号键：直流电机反转， 按 2号键：直流电机正转
计多次数为6时： 按1号键:直流电机迅速加速， 按 2号键：直流电机迅速减速
计多次数为7时：按 1号键:步进电机迅速加速， 按2号键：步进电机迅速减速

实现方案：
实验原理：
开始
初始化DSP
初始化定期器T启动定期器
开中断
设立定期中断
设立按键中断
初始化直流电机和步进电机速度和方向
将步进电机代码送LED显示

步进电机定期计数值达到设定值吗？
判断方向，送代码到步进电机，步进电机计数器清0

直流电机定期计数值达到设定脉宽值吗？
判断方向，送正转或反转代码到直流电机
直流电机定期计数值达到设定周期值吗？
判断方向，送停止代码到直流电机
直流电机定期计数器清0
否
否
否
是
是
是
主程序流程图：

开始
步进电机定期计数加1
直流电机定期计数加1
结束定期中断服务程序序返回主程序
定期中断服务程序流程图：

键盘中断服务程序流程图：

运用TMS320VC5402片内定期器中断分别实现直流电机延时计数器和步进电机延时计数器，通过键盘中断分别设定两个延时计数器计数范畴来实现直流电机和步进电机调速；通过键盘中断来分别变化直流电机和步进电机方向和运转速度。

硬件设计：
1.直流电动机方向控制：
M
A
B
Vcc
T1
T2
T4
T3

AB=00,T1T3T2T4均截止,电机惯性运营(旋转)
AB=01,T1T3导通T2T4截止,电机加速运营(正转)
AB=10,T1T3截止T2T4导通,电机加速运营(反转)

2.直流电动机速度控制：
当相配对开关闭合时，直流电机加速运营；当开关断开时，直流电机惯性运营（由于摩擦而减速运营），因此，要控制直流电动机速度即是控制开关闭合时间，在一段时间内（定义一种固定周期T），开关持续闭合时间越长（定义这个时间为t，t<T），直流电机速度就越快，那么，要想给直流电机加速，即是增长这个闭合时间，要想给直流电机减速，即是减少这个闭合时间，想迅速减慢速度，也可通反向电流更好达到效果。

3.DSP控制直流电机接线图：
TMS320VC5402
M
16位地址线:
0b007h
16位数据线:
0000h:惯性旋转
0100h:正向旋转
0200h:反向旋转
DSP控制直流电机接线图:
直流电机及驱动接口
D9
D8

4.步进电机方向控制：

1）当A相通电时，由于磁场作用，使得转子齿与A相齿相对，即转子正转过45度，2）当A断电，B通电时，由于磁场作用，使得转子齿与B相齿相对，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，
因此，要控制步进电机转转方向即是控制定子通电顺序，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.步进电机转速控制：
由上述步进电机原理可知，当给定子通电切换越快，转子转速越快；通电切换越慢，转子转速越慢。固然，并不是切换频率越快转速越快，当频率达到一定值时，转子开始在一种位置左右摇晃或者不动，并且此时也比较容易烧坏步进电机。
6.DSP控制步进电机接线图：

7.软件译码动态显示：

软件设计：
1.步进电机控制流图：
开始

初始化DSP

依照不同按键键码设定步进电机旋转方向和速度参数

依照参数设定占空比

以循环寻址方式发送四相单四拍脉冲信号

2.步进电机正反转程序：
BJ_ctr： BITF BJ_direct,#01h ;判断方向
BC BJ_neg,TC
BJ_pos: st #00h,BJ_times
PORTW *AR0+%,BJ_ADD ;正转
rpt #0ffffh
nop
nop
rpt #0ffffh
nop
nop
B DJ_ctr
BJ_DEL： ；rpt #0ffffh
nop
nop
;rpt #0ffffh
nop
nop
B DJ_ctr

BJ_neg: st #00h,BJ_times
PORTW *AR0-%,BJ_ADD ;反转
rpt #0ffffh
nop
nop
rpt #0ffffh
nop
nop
3.直流电机控制流图：

4.直流电机方向控制：
DJ_ctr： LD DJ_speed,A
SUB DJ_times,A
BC DJ_stop,ALEQ

BITF DJ_direct,#1h ;判断方向
BC DJ_neg,TC

DJ_pos： ST #VOL_POS,DJ_VOL ;(反转)输出零电平
PORTW DJ_VOL,DJ_ADDR
rpt #01fffh
nop
nop
B main

DJ_neg: ST #VOL_NEG,DJ_VOL ;(正转)输出正电平
PORTW DJ_VOL,DJ_ADDR
rpt #01fffh
nop
nop

B main

DJ_stop： ;st #00h,DJ_times
LD DJ_width,A
SUB DJ_times,A
BC TM_CL,ALEQ
ST #VOL_Z,DJ_VOL ;（正转)输出正电平
PORTW DJ_VOL,DJ_ADDR
rpt #01fffh
nop
nop

B main
5.步进电机与直流电机相应操作：
model1: ADDM #01h，model
LD model,A
SUB #08h,A
BC repmodel ,AEQ
B exit
judge1： LD model,A
SUB #01h,A
BC BJ_spdown,AEQ
LD model,A
SUB #02h,A
BC BJ_neg1,AEQ
LD model,A
SUB #03h,A
BC DJWD_down ,AEQ
LD model,A
SUB #04h,A
BC DJ_spdown ,AEQ
LD model,A
SUB #05h,A
BC DJ_pos1 ,AEQ
LD model,A
SUB #06h,A
BC DJ_Qspup ,AEQ
LD model,A
SUB #07h,A
BC BJ_Qspup ,AEQ
B exit

judge2： LD model,A
SUB #01h,A
BC BJ_spup,AEQ
LD model,A
SUB #02h,A
BC BJ_pos1,AEQ
LD model,A
SUB #03h,A
BC DJWD_up ,AEQ
LD model,A
SUB #04h,A
BC DJ_spup ,AEQ
LD model,A
SUB #05h,A
BC DJ_neg1 ,AEQ
LD model,A
SUB #06h,A
BC DJ_Qspdown ,AEQ
LD model,A
SUB #07h,A
BC BJ_Qspdown ,AEQ

B exit
相应于按0号键次数前提下，分别按1号键和2号键控制功能。
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

PORTR KEY_ADDR,KEY_CODE2
ANDM #001fh,KEY_CODE2 ;判断按键值
LD #KEY_MON,B
ADD KEY_CODE2,2,B,B ;B=(BJ_SPEED)<<8+B
BACC B
KEY_MON： B exit
nop
nop
KEY_0： B model1
nop
nop
……
……

系统调试及成果分析：
1. 对的连接DSP实验机箱与电脑连接，实验前确认机箱良好，打开电脑桌面上CCS5.0软件，在my project文献夹中对的添加以编好程序，生成.out文献，然后装载到DSP实验机箱上面。
2. 运营程序，观测直流电机与步进电机运营状况。按DSP实验箱上键盘，观测不同按键对直流电机和步进电机运营影响并记录，最后与预期要达到人物规定作对比，看与否达到设计规定。
成果分析：虽然调式过程中会浮现一定误差，且存在某些干扰现象，但通过最后总体调试之后，本系统基本完毕可课题研究内容，达到了预期目的

总结：
通过这次课程设计，是我将所学理论知识较好地运用到实际工程当中，学到了诸多东西，锻炼了自己各方面能力，详细有如下几点：
1． 在DSP控制知识学习方面，本次设计使我对课本上学到知识有了进一步巩固，并且对课本上没有设计知识也作了理解，例如TMS320VC5402硬件构造和芯片资源掌握，这里很感谢雷教师上实验学时耐心解说，使咱们丰富了自己知识。
2． 查资料能力方面，通过这次课程设计，我进一步结识到了查工具书及网络资源重要性，由于课本上知识是有限，通过查工具书能使咱们广泛地吸取知识，补充自己知识系统局限性。
3． 实用软件能力及编程能力方面，通过本次课程设计，我对此前做DSP实验时用到CCS5.0软件有了更纯熟掌握，之前对DSPC语言编程不太理解，通过本次设计们我学习并基本掌握了某些特殊指令用法，并且也学习了DSP汇编语言和原则C语言混合编程办法。