DSP原理及電機控制系統(tǒng)應用

上篇 基礎(chǔ)篇
第1章 DSP處理器簡介
1.1 DSP芯片的主要特點2
1.2 電機控制對DSP的要求5
1.3 飛思卡爾DSP簡介6
1.3.1 DSP56800內(nèi)核的特點6
1.3.2 DSP56800E內(nèi)核的特點8
1.3.3 電機控制用DSP簡介10
1.3.4 典型飛思卡爾DSP的引腳分布及其主要特點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 增強型片內(nèi)仿真單元（增強型OnCE）32
2.4 DSP56800E內(nèi)核之外的模塊32
2.4.1 程序存儲器33
2.4.2 數(shù)據(jù)存儲器33
2.4.3 引導存儲器33
2.4.4 外部總線接口34
2.5 DSP56800E數(shù)據(jù)類型34
2.5.1 數(shù)據(jù)格式34
2.5.2 有符號整數(shù)34
2.5.3 無符號整數(shù)35
2.5.4 有符號小數(shù)35
2.5.5 無符號小數(shù)35
第3章 DSP56F8300 DSP外設(shè)
3.1 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）36
3.1.1 簡介36
3.1.2 特點36
3.1.3 功能簡介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45
3.1.12 引腳說明47
3.1.13 時鐘48
3.1.14 中斷49
3.2 計算機操作正常（COP）模塊49
3.2.1 簡介49
3.2.2 特點50
3.2.3 功能簡介50
3.2.4 定時規(guī)范51
3.2.5 復位后的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 外部存儲器接口（EMI）52
3.3.1 簡介52
3.3.2 特點52
3.3.3 功能簡介52
3.4 片內(nèi)時鐘合成模塊（OCCS）54
3.4.1 簡介54
3.4.2 特點54
3.4.3 功能簡介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頻率鎖相檢測器模塊62
3.4.8 參考時鐘丟失檢測器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 外部時鐘源63
3.4.13 內(nèi)部時鐘源64
3.4.14 中斷64
3.5 Flash存儲器（FM）64
3.5.1 簡介64
3.5.2 特點65
3.5.3 工作原理65
3.5.4 功能簡介67
3.5.5 中斷67
3.5.6 復位68
3.6 FlexCAN總線模塊（FC）68
3.6.1 簡介68
3.6.2 特點69
3.6.3 功能簡介70
3.6.4 特殊執(zhí)行模式76
3.6.5 中斷78
3.6.6 復位78
3.7 通用輸入/輸出模塊（GPIO）78
3.7.1 簡介79
3.7.2 特點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 簡介81
3.8.2 特點81
3.8.3 功能簡介82
3.9 脈寬調(diào)制模塊（PWM）84
3.9.1 簡介84
3.9.2 特點84
3.9.3 功能簡介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103
3.9.7 操作模式105
3.9.8 引腳說明105
3.9.9 中斷106
3.10 正交解碼器模塊106
3.10.1 簡介107
3.10.2 特點107
3.10.3 功能簡介107
3.10.4 操作模式110
3.10.5 引腳說明110
3.10.6 中斷111
3.11 串行通信接口模塊（SCI）111
3.11.1 簡介111
3.11.2 特點111
3.11.3 功能簡介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 簡介124
3.12.2 特點125
3.12.3 工作模式126
3.12.4 引腳說明128
3.12.5 傳輸格式129
3.12.6 傳輸數(shù)據(jù)131
3.12.7 錯誤產(chǎn)生條件132
3.12.8 復位135
3.12.9 中斷135
3.13 溫度傳感器模塊136
3.13.1 簡介136
3.13.2 特點136
3.13.3 功能簡介137
3.13.4 工作模式138
3.14 正交定時器模塊138
3.14.1 簡介139
3.14.2 特點140
3.14.3 功能簡介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 簡介152
3.15.2 特點152
3.15.3 功能簡介152
3.15.4 工作模式153
3.15.5 引腳說明153
第4章 DSP軟件開發(fā)平臺
4.1 軟件開發(fā)平臺(IDE)簡介154
4.1.1 CodeWarrior IDE的組成154
4.1.2 利用CodeWarrior IDE的開發(fā)流程155
4.2 處理器專家接口（PEI）簡介157
4.2.1 PE特點157
4.2.2 PE代碼生成158
4.2.3 PE嵌入豆159
4.2.4 處理器專家窗口160
第5章 數(shù)據(jù)觀察
5.1 啟動數(shù)據(jù)觀察167
5.2 數(shù)據(jù)目標對話框168
5.2.1 存儲器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 標么值系統(tǒng)與定點數(shù)運算
6.1 整數(shù)運算——運算符與表達式171
6.2 小數(shù)運算——定點DSP的數(shù)字定標與定點小數(shù)運算原理172
6.2.1 數(shù)字定標的基本概念172
6.2.2 定點運算的數(shù)字定標173
6.3 采用固定Q15定標的運算規(guī)則177
6.3.1 運算規(guī)則177
6.3.2 軟件實現(xiàn)179
6.4 標么化系統(tǒng)與數(shù)字定標180
6.4.1 標么化系統(tǒng)180
6.4.2 基于標么化系統(tǒng)的控制器設(shè)計181
下篇 應用篇
第7章 DSP控制系統(tǒng)設(shè)計
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 開關(guān)電源194
7.3 電流與電壓檢測196
7.4 鍵盤顯示196
7.5 控制板的配置與結(jié)構(gòu)198
第8章 電機控制常用驅(qū)動模塊實現(xiàn)
8.1 利用PE快速建立一個工程199
8.2 GPIO口應用204
8.3 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器應用208
8.3.1 順序采樣208
8.3.2 同時采樣213
8.4 PWM模塊應用215
8.4.1 PWM輸出控制215
8.4.2 PWM控制ADC同步采樣218
8.5 定時器應用223
8.5.1 計數(shù)模式223
8.5.2 定時模式225
8.6 串行通信應用228
第9章 電機控制函數(shù)庫
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 異步電機的DSP控制
10.1 異步電機變壓變頻控制（VVVF）287
10.1.1 異步電機變壓變頻控制原理287
10.1.2 異步電機變壓變頻控制系統(tǒng)設(shè)置288
10.1.3 軟件設(shè)計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)字化實現(xiàn)294
10.2.3 標準空間矢量PWM與正弦PWM的對比300
10.3 異步電機矢量控制301
10.3.1 坐標變換302
10.3.2 異步電機的動態(tài)數(shù)學模型303
10.3.3 轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制方法305
10.3.4 調(diào)節(jié)器設(shè)計310
10.3.5 異步電機矢量控制的DSP實現(xiàn)方法317
10.4 異步電機三電平SVPWM控制322
10.4.1 異步電機三電平逆變器工作原理322
10.4.2 各個基本矢量作用時間計算方法325
10.4.3 三電平SVPWM控制的DSP實現(xiàn)340
第11章 無刷直流電機的DSP控制
11.1 無刷直流電機控制原理352
11.1.1 BLDC電機模型353
11.1.2 反電勢檢測354
11.1.3 換相操作355
11.1.4 啟動與轉(zhuǎn)子對齊356
11.1.5 速度控制357
11.2 無刷直流電機控制DSP實現(xiàn)方法357
11.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成357
11.2.2 啟動控制358
11.2.3 反電勢過零檢測與換相控制359
11.2.4 反電勢過零檢測BLDC控制的嵌入豆360
11.2.5 系統(tǒng)DSP實現(xiàn)363
第12章 永磁同步電機的DSP控制
12.1 PMSM電機模型365
12.2 PMSM矢量控制DSP實現(xiàn)方法366
12.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成366
12.2.2 軟件控制簡要說明367
12.2.3 轉(zhuǎn)子位置與速度檢測368
12.3 控制系統(tǒng)軟件模塊說明370
第13章 開關(guān)磁阻電機的DSP控制
13.1 簡介372
13.2 開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)組成372
13.3 開關(guān)磁阻電機工作原理373
13.4 開關(guān)磁阻電機的控制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376
13.5.1 啟動階段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的開關(guān)磁阻電機控制379
參考文獻380