DSP原理及電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用

上篇 基礎(chǔ)篇
第1章 DSP處理器簡(jiǎn)介
1.1 DSP芯片的主要特點(diǎn)2
1.2 電機(jī)控制對(duì)DSP的要求5
1.3 飛思卡爾DSP簡(jiǎn)介6
1.3.1 DSP56800內(nèi)核的特點(diǎn)6
1.3.2 DSP56800E內(nèi)核的特點(diǎn)8
1.3.3 電機(jī)控制用DSP簡(jiǎn)介10
1.3.4 典型飛思卡爾DSP的引腳分布及其主要特點(diǎn)15
第2章 DSP56800E內(nèi)核的結(jié)構(gòu)
2.1 核心編程模型25
2.2 雙哈佛存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)27
2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與外設(shè)接口28
2.3.1 內(nèi)核結(jié)構(gòu)28
2.3.2 地址總線29
2.3.3 數(shù)據(jù)總線30
2.3.4 數(shù)據(jù)算術(shù)邏輯單元（ALU）30
2.3.5 地址產(chǎn)生單元（AGU）31
2.3.6 程序控制器與硬件循環(huán)單元31
2.3.7 位操作單元32
2.3.8 增強(qiáng)型片內(nèi)仿真單元（增強(qiáng)型OnCE）32
2.4 DSP56800E內(nèi)核之外的模塊32
2.4.1 程序存儲(chǔ)器33
2.4.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器33
2.4.3 引導(dǎo)存儲(chǔ)器33
2.4.4 外部總線接口34
2.5 DSP56800E數(shù)據(jù)類(lèi)型34
2.5.1 數(shù)據(jù)格式34
2.5.2 有符號(hào)整數(shù)34
2.5.3 無(wú)符號(hào)整數(shù)35
2.5.4 有符號(hào)小數(shù)35
2.5.5 無(wú)符號(hào)小數(shù)35
第3章 DSP56F8300 DSP外設(shè)
3.1 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）36
3.1.1 簡(jiǎn)介36
3.1.2 特點(diǎn)36
3.1.3 功能簡(jiǎn)介38
3.1.4 輸入多路轉(zhuǎn)換器功能39
3.1.5 ADC采樣轉(zhuǎn)換操作模式40
3.1.6 ADC數(shù)據(jù)處理41
3.1.7 順序采樣與同時(shí)采樣42
3.1.8 掃描順序42
3.1.9 低功耗操作模式43
3.1.10 ADC停止操作模式44
3.1.11 校準(zhǔn)45
3.1.12 引腳說(shuō)明47
3.1.13 時(shí)鐘48
3.1.14 中斷49
3.2 計(jì)算機(jī)操作正常（COP）模塊49
3.2.1 簡(jiǎn)介49
3.2.2 特點(diǎn)50
3.2.3 功能簡(jiǎn)介50
3.2.4 定時(shí)規(guī)范51
3.2.5 復(fù)位后的COP51
3.2.6 中斷51
3.2.7 等待模式操作51
3.2.8 停止模式操作51
3.2.9 調(diào)試模式操作52
3.3 外部存儲(chǔ)器接口（EMI）52
3.3.1 簡(jiǎn)介52
3.3.2 特點(diǎn)52
3.3.3 功能簡(jiǎn)介52
3.4 片內(nèi)時(shí)鐘合成模塊（OCCS）54
3.4.1 簡(jiǎn)介54
3.4.2 特點(diǎn)54
3.4.3 功能簡(jiǎn)介55
3.4.4 晶體振蕩器59
3.4.5 張弛振蕩器59
3.4.6 鎖相環(huán)（PLL）60
3.4.7 PLL頻率鎖相檢測(cè)器模塊62
3.4.8 參考時(shí)鐘丟失檢測(cè)器62
3.4.9 操作模式62
3.4.10 晶體振蕩器63
3.4.11 陶瓷振蕩器63
3.4.12 外部時(shí)鐘源63
3.4.13 內(nèi)部時(shí)鐘源64
3.4.14 中斷64
3.5 Flash存儲(chǔ)器（FM）64
3.5.1 簡(jiǎn)介64
3.5.2 特點(diǎn)65
3.5.3 工作原理65
3.5.4 功能簡(jiǎn)介67
3.5.5 中斷67
3.5.6 復(fù)位68
3.6 FlexCAN總線模塊（FC）68
3.6.1 簡(jiǎn)介68
3.6.2 特點(diǎn)69
3.6.3 功能簡(jiǎn)介70
3.6.4 特殊執(zhí)行模式76
3.6.5 中斷78
3.6.6 復(fù)位78
3.7 通用輸入/輸出模塊（GPIO）78
3.7.1 簡(jiǎn)介79
3.7.2 特點(diǎn)80
3.7.3 邏輯框圖80
3.7.4 操作模式80
3.7.5 中斷81
3.8 能量管理器（PS）81
3.8.1 簡(jiǎn)介81
3.8.2 特點(diǎn)81
3.8.3 功能簡(jiǎn)介82
3.9 脈寬調(diào)制模塊（PWM）84
3.9.1 簡(jiǎn)介84
3.9.2 特點(diǎn)84
3.9.3 功能簡(jiǎn)介84
3.9.4 軟件輸出控制98
3.9.5 PWM發(fā)生器裝載99
3.9.6 故障保護(hù)103
3.9.7 操作模式105
3.9.8 引腳說(shuō)明105
3.9.9 中斷106
3.10 正交解碼器模塊106
3.10.1 簡(jiǎn)介107
3.10.2 特點(diǎn)107
3.10.3 功能簡(jiǎn)介107
3.10.4 操作模式110
3.10.5 引腳說(shuō)明110
3.10.6 中斷111
3.11 串行通信接口模塊（SCI）111
3.11.1 簡(jiǎn)介111
3.11.2 特點(diǎn)111
3.11.3 功能簡(jiǎn)介113
3.11.4 特殊工作模式121
3.11.5 中斷123
3.12 串行外設(shè)接口模塊（SPI）124
3.12.1 簡(jiǎn)介124
3.12.2 特點(diǎn)125
3.12.3 工作模式126
3.12.4 引腳說(shuō)明128
3.12.5 傳輸格式129
3.12.6 傳輸數(shù)據(jù)131
3.12.7 錯(cuò)誤產(chǎn)生條件132
3.12.8 復(fù)位135
3.12.9 中斷135
3.13 溫度傳感器模塊136
3.13.1 簡(jiǎn)介136
3.13.2 特點(diǎn)136
3.13.3 功能簡(jiǎn)介137
3.13.4 工作模式138
3.14 正交定時(shí)器模塊138
3.14.1 簡(jiǎn)介139
3.14.2 特點(diǎn)140
3.14.3 功能簡(jiǎn)介140
3.14.4 工作模式142
3.14.5 中斷151
3.15 電壓調(diào)節(jié)器152
3.15.1 簡(jiǎn)介152
3.15.2 特點(diǎn)152
3.15.3 功能簡(jiǎn)介152
3.15.4 工作模式153
3.15.5 引腳說(shuō)明153
第4章 DSP軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)
4.1 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)(IDE)簡(jiǎn)介154
4.1.1 CodeWarrior IDE的組成154
4.1.2 利用CodeWarrior IDE的開(kāi)發(fā)流程155
4.2 處理器專(zhuān)家接口（PEI）簡(jiǎn)介157
4.2.1 PE特點(diǎn)157
4.2.2 PE代碼生成158
4.2.3 PE嵌入豆159
4.2.4 處理器專(zhuān)家窗口160
第5章 數(shù)據(jù)觀察
5.1 啟動(dòng)數(shù)據(jù)觀察167
5.2 數(shù)據(jù)目標(biāo)對(duì)話框168
5.2.1 存儲(chǔ)器168
5.2.2 寄存器169
5.2.3 變量169
5.2.4 HSST170
5.2.5 圖形窗口特性170
第6章 標(biāo)么值系統(tǒng)與定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算
6.1 整數(shù)運(yùn)算——運(yùn)算符與表達(dá)式171
6.2 小數(shù)運(yùn)算——定點(diǎn)DSP的數(shù)字定標(biāo)與定點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算原理172
6.2.1 數(shù)字定標(biāo)的基本概念172
6.2.2 定點(diǎn)運(yùn)算的數(shù)字定標(biāo)173
6.3 采用固定Q15定標(biāo)的運(yùn)算規(guī)則177
6.3.1 運(yùn)算規(guī)則177
6.3.2 軟件實(shí)現(xiàn)179
6.4 標(biāo)么化系統(tǒng)與數(shù)字定標(biāo)180
6.4.1 標(biāo)么化系統(tǒng)180
6.4.2 基于標(biāo)么化系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)181
下篇 應(yīng)用篇
第7章 DSP控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
7.1 控制電路187
7.1.1 DSP最小系統(tǒng)188
7.1.2 DSP基本外圍電路190
7.2 開(kāi)關(guān)電源194
7.3 電流與電壓檢測(cè)196
7.4 鍵盤(pán)顯示196
7.5 控制板的配置與結(jié)構(gòu)198
第8章 電機(jī)控制常用驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)
8.1 利用PE快速建立一個(gè)工程199
8.2 GPIO口應(yīng)用204
8.3 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)用208
8.3.1 順序采樣208
8.3.2 同時(shí)采樣213
8.4 PWM模塊應(yīng)用215
8.4.1 PWM輸出控制215
8.4.2 PWM控制ADC同步采樣218
8.5 定時(shí)器應(yīng)用223
8.5.1 計(jì)數(shù)模式223
8.5.2 定時(shí)模式225
8.6 串行通信應(yīng)用228
第9章 電機(jī)控制函數(shù)庫(kù)
9.1 基本函數(shù)232
9.1.1 MCLIB_Sin232
9.1.2 MCLIB_Cos233
9.1.3 MCLIB_Sin2235
9.1.4 MCLIB_Cos2236
9.1.5 MCLIB_Tan237
9.1.6 MCLIB_Atan238
9.1.7 MCLIB_AtanYX239
9.1.8 MCLIB_Asin240
9.1.9 MCLIB_Acos241
9.1.10 MCLIB_Sqrt242
9.1.11 MCLIB_SetRandSeed16244
9.1.12 MCLIB_Rand16244
9.1.13 MCLIB_GetSetSaturationMode245
9.1.14 MCLIB_InitAtanYXShifted246
9.1.15 MCLIB_AtanYXShifted247
9.2 坐標(biāo)變換函數(shù)249
9.2.1 MCLIB_ClarkTrfm249
9.2.2 MCLIB_ClarkTrfmInv250
9.2.3 MCLIB_ParkTrfm251
9.2.4 MCLIB_ParkTrfmInv253
9.3 調(diào)節(jié)器函數(shù)254
9.3.1 MCLIB_ControllerPI254
9.3.2 MCLIB_ControllerPI2256
9.4 旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用函數(shù)258
9.4.1 MCLIB_InitTrackObsv258
9.4.2 MCLIB_CalcTrackObsv259
9.4.3 MCLIB_GetResPosition264
9.4.4 MCLIB_GetResSpeed266
9.4.5 MCLIB_GetResRevolutions267
9.4.6 MCLIB_SetResPosition269
9.4.7 MCLIB_SetResRevolutions270
9.5 PWM調(diào)制技術(shù)函數(shù)271
9.5.1 MCLIB_SvmStd271
9.5.2 MCLIB_SvmU0n273
9.5.3 MCLIB_SvmU7n275
9.5.4 MCLIB_SvmAlt277
9.5.5 MCLIB_SvmIct279
9.5.6 MCLIB_SvmSci281
9.5.7 MCLIB_ElimDcBusRip283
9.6 斜坡函數(shù)285
第10章 異步電機(jī)的DSP控制
10.1 異步電機(jī)變壓變頻控制（VVVF）287
10.1.1 異步電機(jī)變壓變頻控制原理287
10.1.2 異步電機(jī)變壓變頻控制系統(tǒng)設(shè)置288
10.1.3 軟件設(shè)計(jì)289
10.2 空間矢量PWM調(diào)制 291
10.2.1 空間矢量PWM調(diào)制基本原理291
10.2.2 空間矢量PWM的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)294
10.2.3 標(biāo)準(zhǔn)空間矢量PWM與正弦PWM的對(duì)比300
10.3 異步電機(jī)矢量控制301
10.3.1 坐標(biāo)變換302
10.3.2 異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型303
10.3.3 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制方法305
10.3.4 調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)310
10.3.5 異步電機(jī)矢量控制的DSP實(shí)現(xiàn)方法317
10.4 異步電機(jī)三電平SVPWM控制322
10.4.1 異步電機(jī)三電平逆變器工作原理322
10.4.2 各個(gè)基本矢量作用時(shí)間計(jì)算方法325
10.4.3 三電平SVPWM控制的DSP實(shí)現(xiàn)340
第11章 無(wú)刷直流電機(jī)的DSP控制
11.1 無(wú)刷直流電機(jī)控制原理352
11.1.1 BLDC電機(jī)模型353
11.1.2 反電勢(shì)檢測(cè)354
11.1.3 換相操作355
11.1.4 啟動(dòng)與轉(zhuǎn)子對(duì)齊356
11.1.5 速度控制357
11.2 無(wú)刷直流電機(jī)控制DSP實(shí)現(xiàn)方法357
11.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成357
11.2.2 啟動(dòng)控制358
11.2.3 反電勢(shì)過(guò)零檢測(cè)與換相控制359
11.2.4 反電勢(shì)過(guò)零檢測(cè)BLDC控制的嵌入豆360
11.2.5 系統(tǒng)DSP實(shí)現(xiàn)363
第12章 永磁同步電機(jī)的DSP控制
12.1 PMSM電機(jī)模型365
12.2 PMSM矢量控制DSP實(shí)現(xiàn)方法366
12.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成366
12.2.2 軟件控制簡(jiǎn)要說(shuō)明367
12.2.3 轉(zhuǎn)子位置與速度檢測(cè)368
12.3 控制系統(tǒng)軟件模塊說(shuō)明370
第13章 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的DSP控制
13.1 簡(jiǎn)介372
13.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)組成372
13.3 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)工作原理373
13.4 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制374
13.4.1 電壓控制374
13.4.2 電流控制375
13.5 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)376
13.5.1 啟動(dòng)階段DSP軟件算法376
13.5.2 正常換相階段DSP軟件算法378
13.6 基于DSP的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制379
參考文獻(xiàn)380