【正文】 y shift）、垂直畫面旋轉(zhuǎn)（ Vertical line scroll）、反白顯示（ By_line reverse display）、待命模式（ Standby mode）。 采樣抗干擾技術(shù) 在模擬采樣過程中為了獲得更為精確和穩(wěn)定的采集數(shù)據(jù)，首先在成本允許的范圍內(nèi)要選擇高精度傳感器，可以有效保證輸出的信號源精度高、穩(wěn)定可靠。 1980年，日本 NEC公司推出的uPD7720時第一個具有乘法器的商用 DSP芯片。 本章在上述直流調(diào)速原理的基礎(chǔ)上，配合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件進(jìn)行系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。 （ 3） 在設(shè)計(jì)過程中既要讓電流信號在系統(tǒng)中形成一個最短的通路又要保證PCB 尺寸設(shè)計(jì)合理滿足外形要求。 GND1GND2V C C4OUT 3U 1 01 0 M H ZR 3 033V C CX T A L 2 _ I N 圖 39 晶振電路 顯示電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用金鵬公司的 12864 的 C 系列， C 系列中文模塊可以顯示字母、數(shù)字符號、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能。 圖中 RS 接入 DSP2407 的復(fù)位引腳腳。保證 輸出電流。 當(dāng)把 MP/MC引腳置位為低電平時，進(jìn)入微控制器 (Micro Controller)模式，尋址內(nèi)部 FLASH程序存儲器，等最后將程序調(diào)試完畢，再燒寫到內(nèi)部 FLASH。 ② 544字的片內(nèi)外設(shè) DARAM和 2K字的片內(nèi) SARAM。TMS320系列 DSP的體系結(jié)構(gòu)專為實(shí)時信號處理而設(shè)計(jì)，該系 列 DSP控制器將實(shí)時處理能力和控制器外設(shè)功能集于一身，為控制系統(tǒng)應(yīng)用提供了一個理想的解決方案。全部控制功能都通過中斷處理子程序來完成。因此，在輕載下工作時，電動機(jī)的工作狀態(tài)呈電動和制動交替變化。分成以下 3 種情 況。因此，在一個 PWM 周期中，電流交替呈現(xiàn)再生制動﹑電動﹑續(xù)流電動﹑耗能制動 4 種狀態(tài)，電流圍繞著橫軸上下波動，如圖 24（ c)所示。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ( 20xx) 13 U sV 1V 2V 3V 4D 1D 2D 3D 4ttU i 3U i 41432AB 圖 23 H 型單極性可逆 PWM 驅(qū)動系統(tǒng) 圖（ 23）是 H 型單極可逆 PWM 驅(qū)動系統(tǒng)。這種方式是保持 t1 不變，只改變 t2，這樣使周期 T（或頻率）也隨之改變。 線性放大驅(qū)動方式是使半導(dǎo)體功率器件工作在線性區(qū)。 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 按照控制系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的要求，對系統(tǒng)進(jìn)行合理的分析與規(guī)劃，尋求合適的控制規(guī)則并確定軟件流程，主要工作包括 : (1) 系統(tǒng)軟件總體需求分析與設(shè)計(jì) 。因此，基于微處理器構(gòu)成的電動機(jī)控制系統(tǒng)仍然需要較多的元器件，這增加了系統(tǒng)電路板的復(fù)雜性，降低了系統(tǒng)的可靠性，也難以滿足運(yùn)算量較大的實(shí)時信號處理的需要，難以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制算法，如預(yù)測控制，模糊控制等。模擬電路為了實(shí)現(xiàn)邏輯控制需要許多分立電子元件，從而使電路變得復(fù)雜。電腦、手機(jī)、空調(diào)、電視等許多電子產(chǎn)品，已經(jīng)成為我們生活中必不可少的一部分鹽城工學(xué)院新校區(qū)基于 DSP 的直流電機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn) 4 這些都離不開電機(jī)的控制。近代，由于生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對電氣傳動在起制動、正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度、調(diào)速范圍、靜態(tài)特性、和動態(tài)響應(yīng)方面都提出了更高的要求，所以用計(jì)算機(jī)控制電力拖動控制系統(tǒng)成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個重要內(nèi)容。學(xué)校可以公布論文（設(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ( 20xx) 基于 DSP 的直流電機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn) 摘 要： 直流電機(jī) 由于勵磁磁場和電樞磁場完全解耦，可以獨(dú)立控制，因此具備良好的調(diào)速性能，出力大、調(diào)速范圍寬和易于控制，廣泛應(yīng)用于電力拖動系統(tǒng)中。直流調(diào)速控制系統(tǒng)的控制方法經(jīng)歷了機(jī)械式的、雙機(jī)組式的、分立元件電路式的、集成電路式的、單片機(jī)式的發(fā)展過程。這個過程經(jīng)歷了從分立元件控制，集成電路控制和單片計(jì)算機(jī)控制等過程。微處理器的控制方式主要有軟件來實(shí)現(xiàn)，如果需要修鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ( 20xx) 5 改控制規(guī)律，一般不必修改系統(tǒng)的硬件電路，只需對軟件進(jìn)行修改即可。通過上面各種方法的對比，可以得到以下結(jié)論：基于以鹽城工學(xué)院新校區(qū)基于 DSP 的直流電機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn) 6 DSP 控制器構(gòu)成運(yùn)動控制系統(tǒng)可滿足任意場合的需要，將是運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展方向。電壓平衡方程為： dtdILIREU ?????? ??? （ 21） 式中， ?U 為電樞電壓； ?I 為電樞電流； ?R 為電樞電路總電阻； ?E 為感應(yīng)電動勢； ?L 為電樞電路總電感。 圖 22 是利用開關(guān)管對直流電動機(jī)進(jìn)行 PWM 調(diào)速控制的原理圖和輸入輸出電壓波形。目前，在直流電動機(jī)的控制中，主要使用定頻調(diào)寬法。當(dāng)要求電動機(jī)在較大負(fù)載情況下正轉(zhuǎn)工作時，平均電壓 aU 大于感應(yīng)電動勢 aE 。 T 型雙極性驅(qū)動由于開關(guān)管要承受較高的反向電壓，因此只用在低壓小功率直流電動機(jī)驅(qū)動。 當(dāng)電動機(jī)在輕載下工作時，負(fù)載使電樞電流很小，電流波形基本上圍繞橫軸上下波動（見圖 26（ c）），電流的方向也在不斷地變化。全部控制模塊如速度 PI 調(diào)節(jié) ﹑電流 PI 調(diào)節(jié)﹑ PWM 控制都是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的。速度反饋量是按以 下方法計(jì)算的：在每個 PWM 周期都通過讀編碼器求一次編碼脈沖增量，并累計(jì)。通過將存儲器和外設(shè)集成到控制器內(nèi)部， TMS320器件降低了系統(tǒng)成本，節(jié)省了電路板空間， 提高了系統(tǒng)的可靠性。 ④ 源代碼與定點(diǎn) TMS320C2X、 C2XX、 C5X兼容。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻 來設(shè)置輸出電壓。過流、過熱保護(hù)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ( 20xx) 25 12J速度信號輸入s pe e dO U T A1I N A 2I N A +3V E E4I N B +5I N B 6O U T B7V C C8LM358U 13L M 358s pe e dR 30910s pe e d_ outs pe e d_ outR 30910R 30910A D S P E E D 圖 36 速度采集電路 直流電動機(jī) PWM 調(diào)速電路設(shè)計(jì) 如圖 3— 6 所示，在電路中， MOSFET Q10 和 Q11 的控制信號波形相同， Q9和 Q12 的控制信號相同，并且這兩路控制信號相位相反。外形結(jié)構(gòu)如圖 310 所示 圖 310 顯示設(shè)備外形 主要參數(shù)：工作電壓 (VDD)： ～ 、 邏輯電平 :～ 、 LCD 驅(qū)動電壓 (Vo)：0～ 7V、 工作溫度 (TOP)： 0～ 55℃ (常溫 )/20～ 70℃（寬溫） 、 保存溫度 (TST)： 10～65 常溫 )/30～ 80℃（寬溫 )。其次保證傳感器正常工作的配套設(shè)施要穩(wěn)定，不能出現(xiàn)過度波動引起傳感器自身的誤差。在這之后，最成功的 DSP芯片當(dāng)之無愧的應(yīng)該是美國德州儀器公司 (TI， Texas Instrument)推向市場的一系列產(chǎn)品。針對上一章所介紹的硬件結(jié)構(gòu)，結(jié)合 DSP 的編程特性在本章中完成相關(guān)的軟件流程設(shè)計(jì) 。其次避免直角走線，在排線的過程中盡量多走鈍角，降低走線干擾和寄生耦合。圖中 XTAL2_IN 接入 DSP2407 的時鐘輸入引腳。圖 34 為復(fù)位電路。 LM117 特性簡介：可調(diào)整輸出電壓低。在程序調(diào)試階段，常譯碼一個外部 RAM存儲器，通過 CCS中的fileload Program命令，下載編譯好的程序到外部 RAM中運(yùn)行。 (2)存儲器 ① 32K字片內(nèi) FLASH程序存儲器。 圖 31 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)圖 TMS320系列包括：定點(diǎn)、浮點(diǎn)、多處理器數(shù)字信號處理器和定點(diǎn) DSP控制器。圖 2— 9 是 ADC 中斷子程序框圖。當(dāng)電流衰減鹽城工學(xué)院新校區(qū)基于 DSP 的直流電機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn) 18 為零后， V2﹑ V3 開始導(dǎo)通，電流線路如圖 25 中的虛線 3 所示，電動機(jī)處于耗能制動狀態(tài)。電樞繞組中的電流波形見圖 26。在每個 PWM 周期的 t1~t2 區(qū)間，V1 截止，電流先是沿虛線 2 續(xù)流，當(dāng)續(xù)流電流減小到零后， V2 導(dǎo)通，在感應(yīng)電動勢的作用下，電流改變方向，沿虛線 3 流動。 H 型雙極性驅(qū)動應(yīng)用較多，因此在這里將詳細(xì)介紹。以下 3 種方法都可以改變占空比的值： （ 1） 定寬調(diào)頻法。在對直流電動機(jī)電樞電壓的控制和驅(qū)動中，對半導(dǎo)體功率器件的使用上又可分為兩種方式：線性放大驅(qū)動方式和開關(guān)驅(qū)動方式。. (3) 硬件調(diào)試 :制作 PCB 電路板。同時，一般單片機(jī)的集成度較低，片上不具備運(yùn)動控制系統(tǒng)所需要的專用外設(shè)，如 PWM 產(chǎn)生電路等。利用微處理器取代模擬電路作為電動機(jī)的控制器，所構(gòu)成的系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1) 使電路更簡單。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)備的使用日益增多。由于直流電動機(jī)具有良好的線性調(diào)速特性，簡單的控制性能，因而在工業(yè)場合應(yīng)用廣泛。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。而隨著對電機(jī)控制要求的不斷提高，普通的單片機(jī)越來越不能滿足對電機(jī)控制的要求， DSP 技術(shù)的發(fā)展正好為先進(jìn)控制理論以及復(fù)雜控制算法的實(shí)現(xiàn)提供了有力的支持。隨著數(shù)字信號處理器 DSP 的出現(xiàn)，給直流調(diào)速控制提供了新的手段和方法。每一次的技術(shù)升級都是控制系統(tǒng)的性能有較大地提高和改進(jìn)。 (4) 無零點(diǎn)漂移，控制精度高。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)制作了一個小型的直流電動機(jī)調(diào)速裝置，雖然實(shí)際應(yīng)用中較難用到這么小的直流電動機(jī)調(diào)速裝置，但萬變不離其宗，實(shí)際應(yīng)用中的直流電動機(jī)調(diào)速裝置大致原理與本設(shè)計(jì)相差無幾，因此，本設(shè)計(jì)有著很強(qiáng)的理論和指導(dǎo)意義。其中感應(yīng)電動勢為： nkE e??? （ 22） 式中， ek 為感應(yīng)電動勢計(jì)算常數(shù)； ? 為每極磁通； n 為電動機(jī)轉(zhuǎn)速。在圖 22（ a）中，當(dāng)開關(guān)管 MOSFET 的柵極輸入高電平時，開關(guān)管導(dǎo)通，鹽城工學(xué)院新校區(qū)基于 DSP 的直流電機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn) 10 直流電動機(jī)電樞繞組兩端有電壓 SU 。 TMS320LF2407xA 系列電動機(jī)專用 DSP 集成了 PWM 控制信號發(fā)生器，它可以通過調(diào)整事件管理器的定時器控制寄存器來設(shè)定 PWM 工作方式和頻率；通過調(diào)整比較值來調(diào)整 PWM 的占空比；通過調(diào)整死區(qū)控制寄存器來設(shè)定死區(qū)時間；通過專用的 PWM 輸出口輸出占空比可調(diào)的帶有死區(qū) PWM 控制信號，從而省去了其他控制器所用的外圍 PWM 波發(fā)生電路和時間延遲（死區(qū)）電路。在每個 PWM 周期的 0~t1 區(qū)間， V1 導(dǎo)通， V2 截止，電流 aI 經(jīng) V1﹑ V4 從 A 到 B 流過電樞繞組，如圖 23 中的虛線 1。而 H 型雙極性驅(qū)動應(yīng)用較多，因此在這里將詳細(xì)介紹。在每個 PWM 周期的 0~t1 區(qū)間。 速 度 P I 調(diào) 節(jié) 電 流 P I 調(diào) 節(jié) P W M 控 制直 流 電 動 機(jī)位 置 和 速 度 檢測電 流 檢 測給 定 速 度+ +—電 流 參 考電 流 反 饋速 度 反 饋圖 27 直流電動機(jī)調(diào)速雙閉環(huán)控制框圖 圖 28 是根據(jù)圖 27 的控制原理所設(shè)計(jì)的用 TMS320LF2407A DSP 實(shí)現(xiàn)直流電動機(jī)調(diào)速的控制和驅(qū)動電路。假設(shè)電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速是 3000r/min，也即 50r/s。在 TMS320系列 DSP基礎(chǔ)上， TMS320LF2407A控制器具有以下特點(diǎn) 。 (4)電源 ① CMOS工藝。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。當(dāng) Q10 和 Q11 的控制信號為高時， Q10 和 Q11 導(dǎo)通，電流從電機(jī)正向流入電機(jī)，從負(fù)向流出，電機(jī)正轉(zhuǎn)。 GND1VDD2V03RS4R/W5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714PSB15NC16/RST17NC18LEDA19LEDK20J 10L C D _1 28 643V C C3V C C 圖 311 顯示電路 正反轉(zhuǎn) 及調(diào)速 電路設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中采用按鍵鎖定的方式控制正反轉(zhuǎn)電路 ，當(dāng) 電機(jī)正轉(zhuǎn) 按鍵 被按下后，鎖定正轉(zhuǎn)開關(guān)管的導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)，反之反轉(zhuǎn)電路也是如此。最后在信號的運(yùn)放 和調(diào)理階段要確保參考電壓穩(wěn)定，否則即使原始信號具有很高的精度也