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《基于数字信号处理器DSP的电机控制方案设计
基于数字信号处理器DSP的电机控制方案设计
专 业:
班 级:
学 号:
姓 名:
指导教师:
一、训练任务和目标
1、训练任务
通过对PWM控制直流电机器的原理及构成的分析,设计一个采用数字信号处理器DSP5000系列结合LM298直流电机驱动器实现对电机的控制器。控制系统的功能为:根据键盘设定的电机转速和方向,自动控制电机的转速和正反转,现实电机转速的跟踪,显示,实现电机的手动控制,点动控制,正反转控制。掌握DSP编程技术和调试方法。
2、训练目标
通过项目的训练,使学生对项目设计有一个系统、全面的认识,养成良好的产品设计习惯,能独立或在教师的指导下,分析实际问题,查阅相关的技术资料,提出设计方案;掌握一些常用电子仪器、设备的使用,能进行电子元器件的分析、选择,能独立设计、装配、调试、检测电路。在此过程中,可以将模电、数电、自动检测技术、电子测量、DSP原理等课程的知识,有体地结合在一起,加强学科知识的联系,拓宽设计思路,还可以强化对PROTEL 99、电子材料与元器件、电子装配工艺等实践性课程的训练
二、设计原理
1.CCS的概述
CCS集成开发环境是针对TMS320系列DSP工作于Windows操作系统下,采用图形接口界面,提供有环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具集成开发环境。
它的工作模式有两种:软件仿真器模式和硬件在线编程模式。软件仿真器模式:可以脱离DSP芯片,在PC机上模拟DSP的指令集和工作机制,主要用于前期算法实现和调试。硬件在线编程模式:可以实时运行在DSP芯片上,与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序
CCS的主要构成:C55x集成代码产生工具以及集成开发环境。C55x集成代码产生工具:用来对C语言、汇编语言或混合语言编程的DSP源程序进行编译汇编,并链接成为可执行的DSP程序,它主要包括汇编器、链接器、C/C++编译器和建库工具等。集成开发环境:集编辑、编译、链接、软件仿真、硬件调试和实时跟踪等功能于一体,主要包括编辑工具、工程管理工具和调试工具等。
CCS的主要功能:
具有集成可视化代码编辑界面,用户可通过其界面直接编写C、汇编、.cmd文件等
含有集成代码生成工具,包括汇编器、优化C编译器、链接器等,将代码的编辑、编译、链接和调试等诸多功能集成到一个软件环境中
高性能编辑器支持汇编文件的动态语法加亮显示,使用户很容易阅读代码,发现语法错误
工程项目管理工具可对用户程序实行项目管理。在生成目标程序和程序库的过程中,建立不同程序的跟踪信息,通过跟踪信息对不同的程序进行分类管理
基本调试工具具有装入执行代码、查看寄存器、存储器、反汇编、变量窗口等功能,并支持C源代码级调试
断点工具,能在调试程序的过程中,完成硬件断点、软件断点和条件断点的设置
探测点工具,可用于算法的仿真,数据的实时监视等
分析工具,包括模拟器和仿真器分析,可用于模拟和监视硬件的功能、评价代码执行的时钟
数据的图形显示工具,可以将运算结果用图形显示,包括显示时域/频域波形、眼图、星座图、图像等,并能进行自动刷新
提供GEL工具。利用GEL扩展语言,用户可以编写自己的控制面板/菜单,设置GEL菜单选项,方便直观地修改变量,配置参数等
支持多DSP的调试
支持RTDX技术,可在不中断目标系统运行的情况下,实现DSP与其他应用程序的数据交换
提供DSP/BIOS工具,增强对代码的实时分析能力
2.LM298概述
L298是SGS公司的产品,比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298,如图1,内部同样包含4通道逻辑驱动电路。
图1 LM298封装
可以方便的驱动两个直流电机,或一个两相步进电机。L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS,VSS可接4.5~7 V电压。4脚VS接电源电压,VS电压范围VIH为+2.5~46 V。输出电流可达2.5 A,可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻,形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电动机,本实验装置我们选用驱动一台电动机。5,7,10,12脚接输入控制电平,控制电机的正反转。EnA,EnB接控制使能端,控制电机的停转。
图2.L298内部原理图
图2 L298的内部原理图
In3,In4的逻辑图与表1相同。由表1可知EnA为低电平时,输入电平对电机控制起作用,当EnA为高电平,输入电平为一高一低,电机正或反转。同为低电平电机停止,同
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