16位工業(yè)級(jí)通用單片機(jī)應(yīng)用筆記

1、V1.1Jan23, 2006中文版19, InnovationRoad Science Park Hsin-Chu 300 R.O.C.: 886-3-578-6005 Fax: 886-3-578-4418:.cn HYPERLINK http:/w/ http:/whttp保留對(duì)此文件修改之權(quán)利且不另行通知?？煽恐畔ⅲ⒉槐ＷC本文件中絕無(wú)錯(cuò)誤。請(qǐng)于向所提供之信息相信為正確且提出訂單前，自行確定所使用之相關(guān)技術(shù)文件及規(guī)格為之版本。若因貴公司使用本公司之文件或產(chǎn)品，而涉及第三人之專(zhuān)利或著作權(quán)等智能權(quán)之應(yīng)用及配合時(shí)，則應(yīng)由貴公司負(fù)責(zé)取得同意及，本公司僅單純販?zhǔn)郛a(chǎn)品，上述關(guān)于同意及，非屬本公

2、司應(yīng)為保證之責(zé)任。又系統(tǒng)及飛航等相關(guān)設(shè)備。之正式，本公司之所有產(chǎn)品不得使用于醫(yī)療器材，維持生命 Sunplus Technology Co.,.PAGE 1V1.1 Jan 23, 2006頁(yè)1系統(tǒng)概要1系統(tǒng)說(shuō)明1正弦波生成原理12程序范例32.1程序337流3.13.2主流程與說(shuō)明7中斷服務(wù)流程74MCU使用資源84.1MCU硬件使用資源說(shuō)明85實(shí)驗(yàn)測(cè)試95.15.2測(cè)試電路9測(cè)試波形9 Sunplus Technology Co.,.PAGE 2V1.1 Jan 23, 2006目錄 Sunplus Technology Co.,.PAGE 3V1.1 Jan 23, 2006日期版本編寫(xiě)

3、及修訂者編寫(xiě)及修訂說(shuō)明2004/11/021.0初版2006/1/231.1錯(cuò)誤校正修訂1系統(tǒng)概要1.1系統(tǒng)說(shuō)明SPMC75F2413A 的 MCP 是專(zhuān)為電機(jī)控制而設(shè)計(jì)的定時(shí)模塊，可以根據(jù)用戶(hù)設(shè)定產(chǎn)生電機(jī)驅(qū)動(dòng)波形，本例使用 SPMC75F2413A 的 TMR3 產(chǎn)生六路中心對(duì)稱(chēng) S所需的各種（正弦脈寬調(diào)制），三相波形互差 120 度，其硬件結(jié)構(gòu)如圖 1.1：圖 1.1 硬件結(jié)構(gòu)UN = ！U、VN = ！V、WN = ！W，由于死區(qū)保護(hù)時(shí)其中間的影響，這里所述的關(guān)系并不絕對(duì)成立。1.2正弦波生成原理圖 1.2是三相 S輸出生成原理，是基于三角波比較法得出的。如 U 相：當(dāng)電壓比三角波的電壓

4、高時(shí)，反之輸出低點(diǎn)平。當(dāng)三角波的頻率比輸入電壓頻率高得多時(shí)，的占空比便隨輸入電壓的大小而線(xiàn)性變化，同時(shí)的周期等于三角波的周期。圖 1.2三相 S生成原理 Sunplus Technology Co.,.PAGE 1V1.1 Jan 23, 2006將這個(gè)波形進(jìn)行傅氏展開(kāi)可以得到其輸出的基頻幅度為：1NN U1 cos(2i 1)NU1mm(1-1)i1式（1-1）：中 N 為半個(gè)波形中的脈寬個(gè)數(shù)，U m 為輸入電壓的幅值。 Um ，因此輸出電壓基波正是調(diào)制時(shí)所要求的正弦波，同時(shí)還可知這種 S時(shí)有U1m當(dāng) N1發(fā)生方法可以有效抑制 k=2N-1 次以下的低次諧波，存在高次諧波。實(shí)際的應(yīng)用中，為了

5、減輕 CPU 的工作負(fù)擔(dān)，的波形并不是實(shí)時(shí)用三角波比較出來(lái)的，而是事先將的占空比按正弦規(guī)律取表存入存貯器，而后用查表輸出得到的。）的方式實(shí)現(xiàn)查表運(yùn)算。如圖 1.3，整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)典型的 DDS本例使用 DDS（直接數(shù)字頻率頻率點(diǎn)，系統(tǒng)，只不過(guò)用發(fā)生模塊去替換了傳統(tǒng)的 DAC。在本系統(tǒng)中波形數(shù)據(jù)表的大小為 1024載波頻率為 10KHz。波形數(shù)據(jù)表取 1024 點(diǎn)一是為了計(jì)算方便，因?yàn)樵谙辔焕奂雍蟛楸淼倪^(guò)有一個(gè)相位截取的操作（的相位累加器是 16 位的，而波形數(shù)據(jù)表是 1024 點(diǎn)10 位），為了加快這一處理過(guò)程，選用以2n 大小的表有利于加快處理過(guò)程，以盡量節(jié)約 CPU 的運(yùn)算時(shí)間。同時(shí)360

6、當(dāng)波形數(shù)據(jù)表為 1024 點(diǎn)時(shí)，波形發(fā)生過(guò)的理論的最大相位誤差 0.3516 這樣加上1024處理過(guò)引起的一些相位抖動(dòng)，最大的相位誤差也不會(huì)超過(guò)0.5 。同時(shí)，在三相同時(shí)產(chǎn)生時(shí)，由于表的大小是2n ，不是 3 的整數(shù)倍，因此代表120 和240 相位差的常數(shù)會(huì)有 0.5 的誤差，會(huì)使180三相之間的相位關(guān)系不是整好的120 和240 ，但誤差不會(huì)超過(guò)。還有，較大的數(shù)據(jù)表有利于2n保證低頻時(shí)的波形精度。圖 1.3 三相S生成原理圖注意：本例所的一些公式都是保證波形的幅度精度比相位精度高情況。實(shí)際上，當(dāng)幅度精度變差時(shí)，相位誤差會(huì)變大。本例中的波形數(shù)據(jù)表不限于標(biāo)準(zhǔn)的正弦表，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要決定

7、自己的波形。如加入三次諧波的增強(qiáng)型波形等。 Sunplus Technology Co.,.PAGE 2V1.1 Jan 23, 20062程序范例2.1程序 Sunplus Technology Co.,.PAGE 3V1.1 Jan 23, 2006#include Spmc75 regs.h #include unspmacro.hvoid SPMC75 SInit(void); void SPMC75 SISR(void);void SPMC75 S(unsignedF,unsignedAM); main()Disable FIQ IRQ(); SPMC75 SInit();IRQ()

8、;SPMC75 S(0 x3200,0);/設(shè)置輸出頻率為 50Hz while(1);/=/ Description: IRQ3errupt source is,used to/ Notes:/=void IRQ3(void)attribute(ISR); void IRQ3(void)if(P TMR3 Sus-B.TPRIF)P TMR3 Sus-B.TPRIF = 1; /Clear TPRIF flag SPMC75 SISR();#include Spmc75_regs.hconst unsignedSin_TAB_dot = 1024;/使用正弦數(shù)據(jù)表的大小const unsig

9、nedPhases_120 = 341; /正弦表中對(duì)應(yīng) 120 度的數(shù)據(jù)點(diǎn)的偏移量const unsignedPhases_240 = 682; /正弦表中對(duì)應(yīng) 240 度的數(shù)據(jù)點(diǎn)的偏移量externiSin_TAB;/本 S的發(fā)生方式為 DDFS（直接數(shù)字頻率）方式s ic unsigned g_uiAM_Data;/S 的幅度變換系數(shù) s ic unsigned g_uiS _phases_Add; /S 發(fā)生的相位累加 s ic unsigned g_uiPhases_Add_Data; /S 發(fā)生的相位增量 s ic unsigned _shift;void SunsignedAM

10、MUL(ASM MU*p Data,unsigneduiK);signeda,unsignedb);/=/Function:-Description:-Parameters:Returns:Notes:void STMR3 Init(void);TMR3 module initialize function NoneNone/=void SPMC75 SInit(void)P P P PPIOB IOB IOB IOBIOBDir-W |= Attrib-W Buffer-W Buffer-WSPE-W |=0 x00bf;/IO seting 0 x00ff|= &=|=0 x00bf; 0

11、 xff00;0 x0047;0 x003f;/使能 MCP 定時(shí)器相關(guān)寄存器寫(xiě)入功能P TWrite-W |= CW TWCR TMR3WE;/設(shè)置 MCP 的控制寄存器,使 MCP 定時(shí)器工作在發(fā)生方式,鐘選用 FCK/1,定時(shí)器清除/時(shí)鐘使用周期匹配,周期中斷設(shè)為每個(gè)周期中斷,計(jì)數(shù)邊沿使用時(shí)鐘的上升沿.P P P PPTMR3 TMR3 TMR3 TMR3TMR3Ctrl-B.PRD Ctrl-B.MODECtrl-B.CCLS= CB TMR3 PRD= CB TMR3 MODEPeriod;Center;= CB TMR3 CCLS TPR;Ctrl-B.CKEGS = CB TMR

12、3 CKEGSCtrl-B.TMRPS = CB TMR3 TMRPSRising;FCKdiv1;/設(shè)置死區(qū)時(shí)間P P PPTMR3 TMR3 TMR3TMR3DeadTime-B.DTWE DeadTime-B.DTVEDeadTime-B.DTUE=1;1;1;DeadTime-B.DTP = 4;/設(shè)置定時(shí)器的周期和初始占空比P P PPTMR3 TMR3 TMR3TMR3TPR-W = 2048;TGRA-W TGRB-WTGRC-W=(unsigned (unsigned(unsigned)iS)iS)iSAB0;ABPhases 120;ABPhases 240;/設(shè)置的輸出模式

13、和輸出極性,同時(shí)設(shè)置輸出IO 口的工作方式.P PPTMR3 TMR3TMR3Outp OutpOutptrl-B.DUTYMODE = CB TMR3 DUTYMODE Independent;trl-B.POLP = CB TMR3trl-W |= CW TMR3 UOCPOLP Active High;Mode0 + CW TMR3 VOC Mode0; Sunplus Technology Co.,.PAGE 4V1.1 Jan 23, 2006P P P PPTMR3 TMR3 TMR3 TMR3TMR3Outp OutpOutptrl-W |= CW TMR3 WOC trl-W

14、|= CW TMR3 Vtrl-B.SYNC = CB TMR3Mode0 + CW TMR3 WOutOut;Out+ CW TMR3 U;SYNC NoSync;IOCtrl-W = CW TMR3 IOCMOD Output 01+CW TMR3 IOBMOD Output 01;IOCtrl-W |= CW TMR3 IOAMOD Output 01;P TMR Output-W |= 0 x003f;P TMR3-B.TPRIE = CB TMR3 TPRIE Enable;/=/Function: void SISR(void);-Description: S-Parameters

15、:Returns:Notes:信號(hào)生成的中斷服務(wù)函數(shù)/=void SPMC75 SunsignedISR(void)uiPhases Temp;iNEWg uiSuiPhasesData3;phases Add += g uiPhases Add Data;/相位累加/相位截取/查出下一組值Temp = guiSphases Add 6;iNEW iNEW iNEWSData0 = iSData1 = iS Data2 = iSABuiPhasesAB(uiPhases AB(uiPhasesTemp;Temp + Phases Temp + Phases120)&(S240)&(S/幅度調(diào)制

16、/更新數(shù)據(jù)AB dot - 1);AB dot - 1);AM MUL(iNEWData,g uiAM (unsigned (unsigned(unsignedData);)iNEW)iNEW)iNEWP P PPTMR3TMR3 TMR3TGRA-WTGRB-W TGRC-W=Data0;Data1;Data2;TMR LDOK-W |=CW TMR LDOK0;/使能數(shù)據(jù)的同步更新/=/Function: void SPMC75 S-Description:-Parameters:Returns:Notes:(unsignedF,unsignedAM);/=void SPMC75 Sif(

17、F 0)(unsignedF,unsignedAM)g uiPhases Add Data =P TMR Start-B.TMR3STASM MUL(F,5726);= 1;else Sunplus Technology Co.,.PAGE 5V1.1 Jan 23, 2006 Sunplus Technology Co.,.PAGE 6V1.1 Jan 23, 2006g uiPhases Add Data = 0;P TMR Start-B.TMR3ST = 0;g uiAM Data = AM;3流3.1主流程與說(shuō)明主程序主要完成各個(gè)模塊的初始化，而后則調(diào)用 SPMC75_S(unsig

18、nedF,unsignedAM) 對(duì)波形參數(shù)進(jìn)行更新，用戶(hù)可以更改 SPMC75_S(F，AM)中的 F 以更改輸出 S的基頻頻率，更改 AM 可以更改 S流程如圖 3.1?；l的幅度。其中 AM 使用 Q16 格式，F(xiàn) 使用 Q8 格式。主程序圖 3.1 主程序流程3.2中斷服務(wù)流程的周期中斷片后，程序進(jìn)入 DDS 頻率。DDS進(jìn)入是在每一次的周期中斷，波形相位在原相位的基礎(chǔ)上加上用戶(hù)設(shè)置的相位增量值 N（這個(gè)值正比于波形頻率），而后查出這個(gè)相位所對(duì)應(yīng)的幅度值，同時(shí)還查出距這個(gè)相位 120 度和 240 度的二個(gè)相位對(duì)應(yīng)的幅度值，最后將這三個(gè)值分別乘以幅度調(diào)制系數(shù) AM 后送入如圖 3.2。

19、產(chǎn)生模塊產(chǎn)生相應(yīng)占空比的信號(hào)。其流圖 3.2 中斷服務(wù)流程 Sunplus Technology Co.,.PAGE 7V1.1 Jan 23, 20064MCU 使用資源4.1MCU 硬件使用資源說(shuō)明 Sunplus Technology Co.,.PAGE 8V1.1 Jan 23, 2006CPU 型號(hào)SPMC75F2413A封裝QFP80-0.8振蕩器crystal頻率6MHz外部輸入頻率WATCHDOG有無(wú)啟用未啟用IO 口使用情況使用IOA11: TCLKA IOA12: TCLKB IOB0.2：輸出Timer 使用情況MCP3S信號(hào)發(fā)生器中斷使用情況MCP3（IRQ3） ： 碼

20、盤(pán)接口ROM 使用情況1.48KWords5實(shí)驗(yàn)測(cè)試5.1測(cè)試電路測(cè)試電路如圖 5.1，電路使用二階低通濾波器將 S信號(hào)中高頻分量濾除，獲取基波信號(hào)。12RC R C RC 且 R R時(shí)有濾波器的截止頻率為 F 電路中，當(dāng) R C=795Hz。1 12 212cU1SPMC75F2413A - QFP64R12KR2 1MA_Out33341918IOA0/AN0 IOA1/AN1 IOA2/AN2 IOA3/AN3 IOA4/AN4 IOA5/AN5 IOA6/AN6 IOA7/AN7 VEXTREF AVSS AVDD VDDL XTAL1 XTAL2 VSSL IOD4IOC0/RXD2 IOC1/TXD2 IOC2/EX0IOB12/SDI/RXD1IOB11/SCK IOB10/TIO0A IOB9/TIO0B IOB8/TIO0C IOB7/OL1 IOB6/FTIN1 IOB5/TIO3A/U1 IOB4/TIO3B/V1 IOB3/TIO3C/W1 IOB2/TIO3D/U1N IOB1/TIO3E/V1N IOB0/TIO3F/W1NIOD3 RESET IOD2IOD1/IDA IOD0/ICECLK TEST/ICEN35361716C1C2 201373815143940131241421110R12KR2 1MA Out4344984546