【正文】 編寫 DSP 的 C、匯編語言程序與縮寫 Matlab 程序當然不是一個概念。在這過程中，先要用 Matlab 進行模擬驗證，模擬結(jié)果滿意后，我們常常把 Matlab的結(jié)果作為標準，與用 C或 DSP 匯編編寫的 DSP 代碼執(zhí)行結(jié)果進行比較。 Matlab 是一個強大的分析、計算和可視化工具，使用非常方便。性價比的大幅度提高，有利于克服 C語言設(shè)計的種種局限，如代碼效率低、代碼占用的存儲容量太大等缺陷已不再是設(shè)計者考慮的主要問題，設(shè)計者考慮的主要問題是如何縮短開發(fā)周期 。 20 世紀 90年代前半期， DSP 的運算速度接近 1億次每秒，設(shè)計人員開始采用 C 語言的編程方法，以求降低開發(fā)難度、縮短開發(fā)周期，但受限于 DSP 的速度、存儲器容量、整個硬件系統(tǒng)的成本，只能部分地采用 C語言設(shè)計程序，關(guān)鍵程序段仍然要結(jié)合 DSP 的硬件特點，編寫 DSP 匯編程序。利用 Matlab／ SIMULINK 生成 DSP 代碼 ，模型直觀，不用編程，易于使用，為以后驗證設(shè)計思想、并進行高效成功的設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。如圖 畢業(yè)論文 圖 函數(shù)文 件 而在 Matlab 窗口 中 會出現(xiàn) 圖 中 所示 DSP的處理結(jié)果和 Matlab 結(jié)果，畫在一起對比，可以看出利用 Matlab 結(jié)合 CCS來調(diào)試目標程序具有很大優(yōu)點。)。 title(39。 subplot(2,2,4)。MATLAB輸入數(shù)據(jù) 39。 subplot(2,2,3) plot(round(x))。 filterCoeff=read(B)。DSP濾波結(jié)果 39。 subplot(2,2,2) plot(DSPresult)。DSP輸入數(shù)據(jù) 39。 subplot(2,2,1) plot(inpbuffer)。 figure inpbuffer=read(inp_buffer)。 run(cc) pause(5)。all39。 write(inp_buffer,round(x))。B39。)。 out_buffer=createobj(cc,39。inp_buffer39。,0)。,0,39。 cc=ccsdsp(39。 f3=300。 f1=100。前面利用 FDATool 設(shè)計濾波器系數(shù)時，指定的截止頻率為 250HZ，因此 400HZ 和 30HZ 的信號分量經(jīng)過濾波器后都被濾除掉了，最后濾波輸出的結(jié)果為 100HZ 的正弦信號。 } return(TRUE)。j=1。 output[i]=y。jBL。i++) { filteraps[0]=input[i]。 } for(i=0。i16。 畢業(yè)論文 int i,j。 利用下面一段 C程序?qū)斎胄盘栠M行濾波處理。在 文件的開始下添加一行語句： include “fd ” 重新對工程編譯鏈接后，這些頭文件會自動添加到工程中，并會在目標 DSP中分配相應(yīng)的存儲空間來存儲這些濾波器系數(shù)。本章要設(shè)置的濾波器具體參數(shù)如下圖： 圖 濾波器的參數(shù)設(shè)置 畢業(yè)論文 產(chǎn)生 CCS 需要的濾波器頭文件，具體方法： 在 FDATool 設(shè)計界面中選擇TargetExport to Code Composet Studio(tm)IDE） ,通過圖 產(chǎn)生濾波器頭文件。 FDATool 還提供了一組濾波器分析工具用于頻率響應(yīng)、零 — 極點圖、沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)、群延遲等的分析。 基于 FDATOOL 的漢明低通窗口濾波器設(shè)計 Matlab在信號處理工具箱 ( Signal Processing Toolbox) 中提供了一個先進的可視化濾波器集成設(shè)計環(huán)境 — 濾波器設(shè)計及分析工具 ( Filter Design and Analysis Tool , FDATool) 。如圖 畢業(yè)論文 圖 函數(shù)文 件 畢業(yè)論文 第五章 基于 Matlab 和 DSP 的濾波器設(shè)計及調(diào)試 前兩章的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計， 完成 了 系統(tǒng)仿真設(shè)計及代碼編譯完成，本章進行了濾波器設(shè)計該應(yīng)用系統(tǒng)在 CCS 中采用 simulator 即可實現(xiàn)實際運行。 代碼存放于 DSP 的閃存部分，這使程序可以在單機方式下運行。在本 系統(tǒng)設(shè)計 中，脈沖寬度調(diào)制（ PWM）模塊觸發(fā) ADC 轉(zhuǎn)換。 具體步驟可以參照 節(jié)而具體的原理圖， 如圖 ： 圖 永磁同步電動機系統(tǒng) 在 FOC Algorithm 中有子模塊（如 下圖 ）： 畢業(yè)論文 圖 FOC Algorithm 在 Scaling Generating（圖 ）和 Space Vector（圖 ）下有子模塊： 圖 Scaling Generating 畢業(yè)論文 圖 Space Vector 在圖 中的 Subsystem（圖 ）有子模塊： 圖 Scaling Generating 中的 Subsystem 在圖 中的 multiply by 1（圖 ）有子模塊： 畢業(yè)論文 圖 multiply by 1子系統(tǒng) 在圖 中的在圖 中的 Generating RawSpace Vectors（圖 ）有子模塊： 圖 Generating RawSpace Vectors 子系統(tǒng) 在圖 中的在圖 中的 PWM scaling（圖 ）有子模塊： 畢業(yè)論文 圖 PWM scaling 子系統(tǒng) 在圖 中的在圖 中的 PWM scaling（圖 ）有子模塊： 圖 PWM scaling 子系統(tǒng) 畢業(yè)論文 結(jié)果與分析 本例分析 這個例子是通過用 2812 外設(shè)與 DMC模塊庫構(gòu)成一個 FOC 反饋電路，控制三相永磁電機的速度與角度 。 DSP控制器為六個電源轉(zhuǎn)換設(shè)備使用向量 PWM 技術(shù)產(chǎn)生六個脈沖寬度調(diào)制（ PWM）信號。將電動機的電壓與功率特性與控制器匹配。外環(huán)速度環(huán)產(chǎn)生了定子電 流的參考值，內(nèi)環(huán)電流環(huán)得到實際控制信號，從而構(gòu)成一個完整的速度 FOC 雙閉環(huán) 系統(tǒng)。 dq坐標系中的電流信號再與它們的參考輸入 iSqref 和 iSdref 相比較，其中 iSdref=O，通過 PI控制器獲得理想的控制量。永磁同步電動機調(diào)速控制系統(tǒng)原理如圖 所示 圖 FOC控制系統(tǒng)框圖 永磁同步電動機磁場定向控制的速度控制過程可簡單描述如下：首先，根據(jù)檢測到的電動機轉(zhuǎn)速和輸入的參考轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，通過速度 PI 控制器計算得到定子電流參考輸入 iSqref。式 (2)可以改寫為： m f q f sT p i p i? ? ? ? （ 43） 由于是永磁轉(zhuǎn)子， ψ f是一個不變的值，所以式 (43)說明只要保持 is與 d軸垂直，就以像直流電動機控制那樣，通過調(diào)整直流量 iq來控制轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)三相永磁同步伺服電動機的控制參數(shù)的解耦。 時可以獲得最大轉(zhuǎn)矩，也就是說 is與 q 軸重合時轉(zhuǎn)矩最大。對于凸極式轉(zhuǎn)子， Ld=Lq，因此只存在電磁轉(zhuǎn)矩，而不存在磁阻轉(zhuǎn)矩。 對于嵌入式轉(zhuǎn)子， LdLq，電磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩同時存在。 三相永磁同步伺服電動機的轉(zhuǎn)矩方程為： ()m d q q dT p i i? ? ? ? [ ( ) ]f q d q d qp i L L i i? ? ? ? （ 41） 式中， ψ d、 ψ q—— 定子磁鏈在 d、 q軸的分量； ψ f—— 轉(zhuǎn)子磁鋼在定子上的耦合磁鏈，它只在 d軸上存在； p—— 轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)； Ld、 Lq— — 永磁同步電動機 d、 q 軸的主電感。 畢業(yè)論文 圖 轉(zhuǎn)子 圖 (圖中轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)為 1)表示轉(zhuǎn)子磁場定向后，定子三相不動坐標系 A、 B、 C 與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標系 Odq 的位置關(guān)系。其 d軸 (直軸 )與轉(zhuǎn)子的磁場方向重臺 (定向 )， q軸 (交軸 )逆時針超前 d軸90176。轉(zhuǎn)子磁場定向控制是一種常用的解耦控制方法。 磁場定向控制原理 永 磁同步 電動機的模型是一個多變量、非線性、強耦合系統(tǒng)。 基于 C2812 的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 永磁同步電動機 磁場定向 控制原理 永磁同步電動機 近 年來，隨著微電子和計算機技術(shù)的進步，尤其是具有高速計算能力的數(shù)字信號處理器的出現(xiàn)，以及高耐熱性、高磁性能釹鐵硼永磁體的成功應(yīng)用，使得 設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單的永磁同步電動機矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)稱為可能。 ADD、 1/Z、 Out!等模塊 Simulink 模塊中的 Commonly Used Blocks 模塊中，這些模塊是用于信號的處理及信號坐標的變換，以達到對電機的處理，并合理把把信號反饋回來等作用。 C2812 EVM IQ 模塊 Simulink 模塊中的 C2812 EVM IQ模塊，是用來進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，最終能使DSP 能夠順利進行數(shù)據(jù)處理。 C2812 EVM QEP 模塊 Simulink 模塊中的 C2812 EVM QE 模塊， 用來捕捉電機的轉(zhuǎn)速，并反饋轉(zhuǎn)速。 C2812 EVM DAC 模塊 將 C6416 EVM DAC 模塊放在 SimulinDk模塊中后， 模擬多路利用開關(guān)、采樣、保持（ S/H）電路、變換內(nèi)核、電壓參考 。 Matlab/Simulink 中的 C2812 EVM 介紹 安裝了 Developer’s Kit for TI DSP 模塊之后 ,在 Simulink Library Brower中會出現(xiàn)一個支持 C812 EVM 的模塊庫 . 在搭建面向 C2812EVM的工程文件的 Simulink 模型時，可選用該模塊庫中的模塊。 如圖 ： 畢業(yè)論文 圖 完成 代碼生成 的顯示 窗口 仿真產(chǎn)生的各級目錄： Include 包括的頭文件、 Libraries 和 Source 文件以及CMD 的文件如圖 畢業(yè)論文 圖 仿真設(shè)計生成的 函數(shù)文件 畢業(yè)論文 第四章 基于 Matlab 的 TMS320C2812 永磁同步電機 控制 系統(tǒng)設(shè)計 TMS320C2812 EVM 介紹 TMS320C2020系列 DSP集微控制器和高性能 DSP的特點于一身 ,具有強大的控制和信號處理能力 ,能 夠?qū)崿F(xiàn)復雜的控制算法 。 圖 邊緣檢測 Edge Detection 模塊下參數(shù)設(shè)置： 畢業(yè)論文 圖 Edge Detection 模塊 Gain1 設(shè)置： 畢業(yè)論文 畢業(yè)論文 圖 Gain1 Gain3 設(shè)置 : 畢業(yè)論文 圖 Gain3 Convert 設(shè)置： 畢業(yè)論文 圖 Convert 設(shè)置： 用 Edge Detection 模塊 建 立下面模型窗口 圖 Edge Detection Algorithm 畢業(yè)論文 具體參數(shù)設(shè)置： 畢業(yè)論文 圖 Edge Detection Algorithm 各參數(shù)設(shè)置 最后建立如下圖形： 畢業(yè)論文 圖 邊緣檢測模型 圖 結(jié)果與分析 此算法使用仿真和視頻圖像處理 blocksets 區(qū)塊，使用 Sobel 方法在視頻流中找到目標的邊緣。因此， Sobel 算子的優(yōu)點是方法簡單，計算量小，處理速度快。 Sobel圖像邊緣算法 由 于圖像在邊緣附近會出現(xiàn)灰度上的突變，所以， Sobel 邊緣檢測方法就是以原始圖像灰度為基礎(chǔ)，通過考察圖像每個像素在某個領(lǐng)域內(nèi)灰度的變化，利用邊緣鄰近的一階導數(shù)最大值來檢測邊 緣口 ]。算法的基本原理：由于圖像邊緣附近的亮度變化較大，所以可以把那些在鄰 域內(nèi)，灰度變化超過某個適當閾值 TH 的像素點當作邊緣點?？梢詫?DSP程序的運行跟蹤、監(jiān)控、探查，以排除與時間細節(jié)有關(guān)的問題。在 Simulink 仿真階段，此模塊不執(zhí)行任何操作。在 Simulink 模型中加入此模塊，會在編譯鏈接生成的目標代碼中插入創(chuàng)建 RTDX 輸出通道的命令。利用 readmsg 和 writemsg 函數(shù)向目標 DSP發(fā)送或從目標 DSP 抽出數(shù)據(jù)。 From RTDX 模塊 在目標代碼中添加一個 RTDX 輸入通道 .在 Simulink 模型中加入此模塊，會在編譯鏈接生成的目標代碼中插入創(chuàng)建 RTDX 輸入通道的指令。 Matlab/Simulink 中的 C6416 EVM 介紹 安裝了 Developer’s Kit for TI DSP 模塊之后 ,在 Simulink Library Brower中會出現(xiàn)一個支持 C6416 EVM 的模塊庫 . 在搭建面向 C6416EVM 的工程文件的 Simulink 模型 時，可選用該模塊庫中的模塊。該芯片采用先進的甚長指令結(jié)構(gòu) (VL1w)，內(nèi)核有 6 個 ALu，每個時鐘周期可以執(zhí)行 8條指令，并且所有指令都可以條件執(zhí)行。 比較中斷 —— 當能用計數(shù)器值達到比較寄存器值時， EV 會產(chǎn)生一個 SOC 信號。如