《DSP应用系统设计》PPT课件

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1、第8章DSP应用系统设计8.12812DSP系统硬件设计8.2基于DSP的数字运动控制系统8.3快速傅里叶变换与FIR数字滤波器10/5/20211山东大学控制学院张东亮8.12812DSP系统硬件设计2812DSP系统一个典型的2812DSP应用系统10/5/20212山东大学控制学院张东亮单片系统SingleChipSolutionF2812/2810DSP最小系统10/5/20213山东大学控制学院张东亮281xDSP最小系统的电源、时钟、JTAG电路10/5/20214山东大学控制学院张东

2、亮电源电路复位电路时钟电路JTAG电路存储器扩展电平转换CAN接口电路RS232/485接口电路指示灯电路，A/D,D/A电路运算放大器电路、功率驱动电路键盘与显示电路DSP应用系统基本电路10/5/20215山东大学控制学院张东亮1.电源电路2812DSP系统至少需要两组电源供电，内核电源VDD为1.8V(或1.9V)，片内外设电源VDDIO为3.3V。2812DSP的Flash编程电压VDD3VFL、ADC模拟电路电源VDDA1、VDDA2也为3.3V，有时需要独立的模拟电源。采用TPS767

3、D318芯片的DSP电源电路10/5/20216山东大学控制学院张东亮2.时钟电路2812DSP的时钟电路有内部振荡器方式和外部振荡器方式，即无源晶振和有源晶振方式。有源晶振驱动能力较强，频率范围很宽，在1Hz~400MHz之间。无源晶体价格便宜，但是它的驱动能力较差，一般不能提供给多个器件共享，且频率范围较窄，一般在10kHz~60MHz之间。2812DSP时钟电路10/5/20217山东大学控制学院张东亮3.复位电路2812DSP为低电平复位。通常的复位电路设计有RC电路法和专用芯片法。RC复

4、位电路10/5/20218山东大学控制学院张东亮MAX811复位电路10/5/20219山东大学控制学院张东亮4.JTAG接口对DSP的仿真调试需要通过仿真器进行，仿真器通过DSP芯片提供的扫描仿真(JTAG)引脚实现仿真功能。DSP仿真头采用14根信号线，符合JTAGIEEE1149.1标准。JTAG接口10/5/202110山东大学控制学院张东亮5.存储器扩展2812DSP片内有4M字(Word,W)存储器地址空间，有128K字的Flash存储器、1K字的OTP型ROM、18K字RAM、4K字

5、的引导(Boot)ROM。用户程序可以烧写入128K字的Flash存储器，但在开发调试过程中，程序需要不断修改，反复写入Flash存储器显得不方便。可以将被调试的程序放入片内18K字RAM。18K字片内RAM包括1KW的M0、1KW的M1、4KW的L0、4KW的L1和8KW的H0。由于DSP越来越多地采用C语言编程，程序占用存储器较大，所以往往扩展片外RAM存储器用于程序调试。在开发阶段，将程序放入RAM存储器（称为仿真RAM），可以方便地进行单步执行、设置断点及连续执行等调试操作。10/5/20

6、2111山东大学控制学院张东亮外部存储器及I/O扩展XINTFZone0/1,Zone2,Zone6/7,1M+32K。数据线XD0-XD15。地址线XA0-XA18地址译码：138，PAL,GAL,CPLD。控制信号线XRS:复位引脚。XMP/MC:微处理器/微计算机选择信号。XR/W:读/写选择信号。XRD:读使能信号。XWE:写使能信号。XREADY:准备好信号。X1/XCLKIN:振荡器输入信号。X2:振荡器输出信号。10/5/202112山东大学控制学院张东亮DSP存储器扩展10/5/2

7、02113山东大学控制学院张东亮8.2基于DSP的数字运动控制系统基于DSP的数字运动控制系统是一种典型DSP应用系统，是C2000系列DSP的主要应用领域之一。运动控制系统通常由电机、功率逆变器和数字控制系统等组成。数字控制系统为功率逆变器提供开关驱动信号,将电源转换为电机所需的电压和电流，由电动机直接或通过减速齿轮等驱动机械负载。其中的电机可以是永磁同步电机、无刷直流电机、交流异步电机等。以永磁同步电机为控制对象的数字交流伺服系统在数控机床、机器人等运动控制领域获得了广泛应用。交流伺服系统是电

8、流、速度和位置三环控制系统。10/5/202114山东大学控制学院张东亮10/5/202115山东大学控制学院张东亮1.永磁同步电机矢量控制原理三相A,B,C到两相α,β坐标系统变换两相静止坐标变换到转子旋转坐标变换即d,q变换id=iαcosθ+iβsinθiq=-iαsinθ+iβcosθ10/5/202116山东大学控制学院张东亮d、q坐标电压方程即Park方程为ud=Raid+pψd–ωψquq=Raiq+pψq+ωψd电磁转矩方程为Te=3/2pn(ψdiq-ψqid)=