實(shí)驗(yàn)四 指示燈和撥碼開關(guān)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)四 指示燈和撥碼開關(guān)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解F2812-A 評(píng)估板在TMS320F2812DSP 外部擴(kuò)展存儲(chǔ)空間上的擴(kuò)展。2了解F2812-A 評(píng)估板上指示燈擴(kuò)展原理。3了解F2812-A 評(píng)估板上撥碼開關(guān)擴(kuò)展原理。4熟悉在C 語言中使用擴(kuò)展的控制寄存器的方法。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備計(jì)算機(jī)，ICETEK-F2812-EDU 實(shí)驗(yàn)箱（或ICETEK 仿真器+ICETEK-F2812-A系統(tǒng)板+相關(guān)連線及電源）。三實(shí)驗(yàn)原理1TMS320F2812DSP 的存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口是DSP 擴(kuò)展片外資源的主要接口，它提供了一組控制信號(hào)和地址、數(shù)據(jù)線，可以擴(kuò)展各類存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器、寄存器映射的外設(shè)。F2812

2、-A 評(píng)估板在擴(kuò)展接口上除了擴(kuò)展了片外SRAM 外，還擴(kuò)展了指示燈、DIP 開關(guān)和D/A設(shè)備。具體擴(kuò)展地址如下：C0003-C0007h ： D/A轉(zhuǎn)換控制寄存器C0001h ： 板上DIP 開關(guān)控制寄存器C0000h ： 板上指示燈控制寄存器-與ICETEK-F2812-A 評(píng)估板連接的ICETEK-CTR 顯示控制模塊也使用擴(kuò)展空間控制主要設(shè)備：108000-108004h ： 讀-鍵盤掃描值，寫-液晶控制寄存器108002-108002h ： 液晶輔助控制寄存器108003-108004h ： 液晶顯示數(shù)據(jù)寄存器108005-108005h ： 發(fā)光二極管顯示陣列控制寄存器2指示燈擴(kuò)展原

3、理 圖4.2.3 指示燈擴(kuò)展原理3撥碼開關(guān)擴(kuò)展原理 撥碼開關(guān)擴(kuò)展原理3 4撥碼開關(guān)實(shí)驗(yàn)程序流程圖四實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱上擴(kuò)展模塊和信號(hào)源電源開關(guān)。2設(shè)置Code Composer Studio 2.21在硬件仿真(Emulator方式下運(yùn)行選擇菜單Debug Reset CPU。4新建、打開工程文件打開源程序LED.c 閱讀程序，理解程序內(nèi)容。5編譯、下載程序。6運(yùn)行程序，觀察結(jié)果。7新建、打開工程文件打開源程序dip.c 閱讀程序，理解程序內(nèi)容。8編譯、下載程序。9運(yùn)行程序，觀察結(jié)果。10撥動(dòng)撥碼開關(guān)的各位，觀察指示燈DS1-DS4的顯示。11退出CCS實(shí)驗(yàn)五 電機(jī)控制

4、實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)用C 語言編制中斷程序，控制F2812 DSP 通用I/O 管腳產(chǎn)生不同占空比的PWM 信號(hào)。2學(xué)習(xí)F2812DSP 的通用I/O 管腳的控制方法。3學(xué)習(xí)直流電機(jī)的控制原理和控制方法。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備計(jì)算機(jī)，ICETEK-F2812-EDU 實(shí)驗(yàn)箱（或ICETEK 仿真器+ICETEK-F2812-A系統(tǒng)板+相關(guān)連線及電源）。三實(shí)驗(yàn)原理1TMS320F2812DSP 的McBSP 引腳通過設(shè)置 PWM11 和PWM5 的工作方式和狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)將它們當(dāng)成通用I/O 引腳使用。2直流電機(jī)控制直流電動(dòng)機(jī)是最早出現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)，也是最早能實(shí)現(xiàn)調(diào)速的電動(dòng)機(jī)。近年來，直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制方式

5、都發(fā)生了很大的變化。隨著計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域，以及新型的電力電子功率元器件的不斷出現(xiàn)，使采用全控型的開關(guān)功率元件進(jìn)行脈寬調(diào)制(Puls Width Modulation，簡(jiǎn)稱PWM 控制方式已成為絕對(duì)主流。PWM 調(diào)壓調(diào)速原理直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n 的表達(dá)式為： 上圖是利用開關(guān)管對(duì)直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行 PWM 調(diào)速控制的原理圖和輸入輸出電壓波形。圖中， 當(dāng)開關(guān)管MOSFET 的柵極輸入高電平時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通，直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組兩端有電壓Us 。 t1 秒后，柵極輸入變?yōu)榈碗娖?，開關(guān)管截止，電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓為0。t2 秒后，柵極輸入重新變?yōu)楦唠娖?，開關(guān)管的動(dòng)作重復(fù)前面的過程。這樣，對(duì)應(yīng)著輸入的電平高低，直流

6、電動(dòng)機(jī)電樞繞組兩端的電壓波形如圖中所示。電動(dòng)機(jī)的電樞繞組兩端的電壓平均值Uo 為 S S 占空比表示了在一個(gè)周期 T 里，開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間與周期的比值。的變化范圍為0 1。由此式可知，當(dāng)電源電壓Us 不變的情況下，電樞的端電壓的平均值Uo 取決于占 空比的大小，改變值就可以改變端電壓的平均值，從而達(dá)到調(diào)速的目的，這就是PWM 調(diào)速原理。PWM 調(diào)速方法：在 PWM 調(diào)速時(shí)，占空比是一個(gè)重要參數(shù)。以下3 種方法都可以改變占空比的值：(1定寬調(diào)頻法：這種方法是保持t1 不變，只改變t2，這樣使周期T(或頻率 也隨之改變。(2調(diào)寬調(diào)頻法：這種方法是保持t2 不變，只改變t1，這樣使周期T(或頻率 也

7、隨之改變。(3定頻調(diào)寬法：這種方法是使周期T(或頻率 保持不變，而改變t1 和t2。前兩種方法由于在調(diào)速時(shí)改變了控制脈沖的周期(或頻率 ，當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的 固有頻率接近時(shí)，將會(huì)引起震蕩，因此這兩種方法用得很少。目前，在直流電動(dòng)機(jī)的控制中， 主要使用定頻調(diào)寬法 圖中 PWM 輸入對(duì)應(yīng)ICETEK F2812-A 評(píng)估板上P4 外擴(kuò)插座第26 引腳的PWM11 信 號(hào)，DSP 將在此引腳上給出PWM 信號(hào)用來控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速；圖中的DIR 輸入對(duì)應(yīng) ICETEK F2812-A 評(píng)估板上P1 外擴(kuò)插座第6 引腳的P4 信號(hào)，DSP 將在此引腳上給出高電平或低電平來控制直流電機(jī)的方向。從D

8、SP 輸出的PWM 信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)先經(jīng)過2 個(gè)與門和1 個(gè)非門再與各個(gè)開關(guān)管的柵極相連。 控制原理當(dāng)電動(dòng)機(jī)要求正轉(zhuǎn)時(shí)，PWM11 給出高電平信號(hào)，該信號(hào)分成3 路：第1 路接與門Y1 的輸入端，使與門Y1 的輸出由PWM 決定，所以開關(guān)管V1 柵極受PWM 控制；第2 路直接與開關(guān)管V4 的柵極相連，使V4 導(dǎo)通；第3 路經(jīng)非門F1 連接到與門Y2 的輸入端，使與門Y2 輸出為0，這樣使開關(guān)管V3 截止；從非門F1 輸出的另一路與開關(guān)管V2 的柵極相連，其低電平信號(hào)也使V2 截止。同樣，當(dāng)電動(dòng)機(jī)要求反轉(zhuǎn)時(shí)，PWM5 給出低電平信號(hào)，經(jīng)過2 個(gè)與門和1 個(gè)非門組成的 邏輯電路后，使開關(guān)管V3 受

9、PWM 信號(hào)控制，V2 導(dǎo)通，V1、V4 全部截止。 4程序編制程序中采用定時(shí)器中斷產(chǎn)生固定頻率的 PWM 波，在每個(gè)中斷中根據(jù)當(dāng)前占空比判斷應(yīng) 輸出波形的高低電平。主程序用輪詢方式讀入鍵盤輸入，得到轉(zhuǎn)速和方向控制命令。在改變電機(jī)方向時(shí)為減少電壓和電流的波動(dòng)采用先減速再反轉(zhuǎn)的控制順序。 四實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(1連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備：請(qǐng)參看本書第三部分、第一章、二。(2連接實(shí)驗(yàn)箱附帶的鍵盤的PS2 插頭到ICETEK-CTR 的“鍵盤接口”P8。(3將ICETEK-CTR 板的供電電源開關(guān)撥動(dòng)到“開”的位置。開關(guān)位置請(qǐng)參見第二部分、 第一章、五、“擴(kuò)展模塊電源開關(guān)及其指示燈”。注意：要把CTR 擴(kuò)展模塊

10、上的“功能選擇”中的1 設(shè)置為on 狀態(tài)。 2設(shè)置Code Composer Studio 2.21 在硬件仿真(Emulator方式下運(yùn)行 3啟動(dòng)Code Composer Studio 2.21 選擇菜單 Debug Reset CPU。 4打開工程文件工程目錄：C:ICETEKF2812AES60F2812AES60DSP281x_exampleslab0406-dcmotor 瀏覽dcmotor.c 文件的內(nèi)容，理解各語句作用。 5編譯并下載程序6運(yùn)行并觀察程序運(yùn)行結(jié)果開始運(yùn)行程序后，電機(jī)以中等速度轉(zhuǎn)動(dòng)(占空比=60，轉(zhuǎn)速=2。在小鍵盤上按數(shù)字15鍵將分別控制電機(jī)從低速到高速轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)速

11、=15 。 在小鍵盤上按+或-鍵切換電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。如果程序退出或中斷時(shí)電機(jī)不停轉(zhuǎn)動(dòng)，可以將控制ICETEK-CTR 模塊的電源開關(guān)關(guān) 閉再開啟一次。有時(shí)鍵盤控制不是非常靈敏，這是因?yàn)槌绦虿捎昧溯喸兎绞阶x鍵盤輸入的結(jié)果，可 以多按幾次按鍵。 7結(jié)束程序運(yùn)行在小鍵盤上按Enter 鍵停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并退出程序。 8退出CCS 。實(shí)驗(yàn)六 DSP 算法實(shí)驗(yàn)有限沖激響應(yīng)濾波器（FIR ）算法實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 握用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR 數(shù)字濾波器的原理和方法。 2. 熟悉線性相位FIR 數(shù)字濾波器特性。 3. 了解各種窗函數(shù)對(duì)濾波器特性的影響。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC 兼容機(jī)一臺(tái)，操作系統(tǒng)為Windows2000(或

12、Windows98，WindowsXP ，以下默認(rèn)為Windows2000 ，安裝Code Composer Studio 2.21軟件。三實(shí)驗(yàn)原理1有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的基礎(chǔ)理論(請(qǐng)參考相關(guān)書籍 。2模擬濾波器原理（巴特沃斯濾波器、切比雪夫?yàn)V波器、橢圓濾波器、貝塞爾濾波器）。 3數(shù)字濾波器系數(shù)的確定方法。 4根據(jù)要求設(shè)計(jì)低通FIR 濾波器要求：通帶邊緣頻率10kHz ，阻帶邊緣頻率22kHz ，阻帶衰減75dB ，采樣頻率50kHz 。 設(shè)計(jì)：-過渡帶寬度=阻帶邊緣頻率-通帶邊緣頻率=22-10=12kHz -采樣頻率：-理想低通濾波器脈沖響應(yīng)：-根據(jù)要求，選擇布萊克曼窗，窗函數(shù)長(zhǎng)度為：

13、N=5.98fs/過渡帶寬度=5.98*50/12=24.9 -選擇N=25，窗函數(shù)為：wn=0.42+0.5cos(2n/24+0.8cos(4n/24 -濾波器脈沖響應(yīng)為：hn=h1nwn |n|12 hn=0 |n|12-根據(jù)上面計(jì)算，各式計(jì)算出hn，然后將脈沖響應(yīng)值移位為因果序列。 -完成的濾波器的差分方程為：yn=-0.001xn-2-0.002xn-3-0.002xn-4+0.01xn-5 -0.009xn-6-0.018xn-7-0.049xn-8-0.02xn-9+0.11xn-10+0.28xn-11+0.64xn-12 +0.28xn-13-0.11xn-14-0.02xn

14、-15+0.049xn-16-0.018xn-17-0.009xn-18+0.01xn-19 -0.002xn-20-0.002xn-21+0.001xn-225程序流程圖： 四實(shí)驗(yàn)步驟 1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備-設(shè)置軟件仿真模式， -啟動(dòng)CCS2打開工程，瀏覽程序：工程目錄為D:dspt7firfir.pjt 3編譯并下載程序 4打開觀察窗口*選擇菜單View->Graph->Time/Frequency，進(jìn)行如下設(shè)置： *選擇菜單View->Graph->Time/Frequency，進(jìn)行如下設(shè)置： 在彈出的圖形窗口中單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Clear Display”。 5設(shè)置斷點(diǎn)在有注釋“/* 請(qǐng)?jiān)诖司渖显O(shè)置軟件斷點(diǎn) */”的語句設(shè)置軟件斷點(diǎn)。 6運(yùn)行并觀察結(jié)果選擇“Debug ”菜單的“RUN ”項(xiàng)，或按F12鍵運(yùn)行程序。 觀察“fin ”、“fout ”窗口中時(shí)域圖形；觀察濾波效果。鼠標(biāo)右鍵單擊“Input ”和“Output ”窗口，選擇“Properties ”項(xiàng)，設(shè)置