DSP實(shí)驗(yàn)報(bào)告最終版

DSP實(shí)驗(yàn)報(bào)告小組成員一、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：為了保證生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的安全性，在鋼鐵企業(yè)的定期常規(guī)設(shè)備檢修必不可少，在設(shè)備檢修的過(guò)程中，為了保證檢修人員的人身安全和設(shè)備的安全，通常需設(shè)置檢修報(bào)警提示，如：檢修警報(bào)、檢修指示燈等。本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)鋼鐵企業(yè)的滾帶傳送裝置的檢修控制系統(tǒng)，需要檢修時(shí)，首先停止傳動(dòng)皮帶的工作，切換到檢修警報(bào)，檢修警報(bào)開(kāi)始工作以保證檢修人員和設(shè)備的安全。當(dāng)檢修工作完成后，停止警報(bào)裝置，返回傳動(dòng)電機(jī)的正常工作狀態(tài)。用實(shí)驗(yàn)箱上的小鍵盤(pán)來(lái)模擬控制臺(tái)，當(dāng)按1鍵時(shí)，直流電機(jī)（機(jī)器）正常運(yùn)轉(zhuǎn)，按2鍵進(jìn)入檢修模式，進(jìn)入檢修模式時(shí)LED燈閃爍，蜂鳴器鳴響，檢修完畢后，按1鍵啟動(dòng)電機(jī)，進(jìn)入正常生產(chǎn)工作狀態(tài)。按3至6鍵可調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。本實(shí)驗(yàn)將若干個(gè)DSP獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)集成為DSP綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。其內(nèi)容主要包括:實(shí)驗(yàn)一：直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)?？刂浦绷麟姍C(jī)的工作狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)方向以及工作速率。實(shí)驗(yàn)二：交通指示實(shí)驗(yàn)；使其循環(huán)閃爍，達(dá)到警示的目的。實(shí)驗(yàn)三：音頻信號(hào)發(fā)生實(shí)驗(yàn)。當(dāng)按下2鍵，交通燈循環(huán)閃爍并且蜂鳴器響起。如圖1所示。DSP綜合實(shí)驗(yàn)直流電機(jī)試驗(yàn)直流電機(jī)試驗(yàn)圖1DSP綜合實(shí)驗(yàn)組成圖二、試驗(yàn)原理及步驟：本試驗(yàn)用到的試驗(yàn)箱中設(shè)備有：直流電機(jī)（DCMOTOR）,鍵盤(pán)，蜂鳴器，矩陣led燈。1、實(shí)驗(yàn)步驟1）將試驗(yàn)箱硬件連線(xiàn)連接好，打開(kāi)電源和計(jì)算機(jī)

設(shè)置CCS軟件，點(diǎn)擊debug—connect將試驗(yàn)箱和CCS軟件連接。右鍵單擊project添加本實(shí)驗(yàn)程序，編譯，將對(duì)應(yīng)文件夾的*.out文件下載，點(diǎn)擊debug-run運(yùn)行程序。?按鍵盤(pán)“1”鍵，進(jìn)入直流電機(jī)程序，按鍵盤(pán)“3-6”鍵可以改變直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，按“7”或“8”鍵改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。?按鍵盤(pán)“2”鍵，交通燈閃爍，蜂鳴器響起，同時(shí)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)?按鍵盤(pán)“9”鍵，退出程序。2、實(shí)驗(yàn)原理鍵盤(pán)掃描原理：矩陣式鍵盤(pán)中，行、列線(xiàn)分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端，行線(xiàn)通過(guò)上拉電阻接到電源上。當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行線(xiàn)處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線(xiàn)將導(dǎo)通，此時(shí)，行線(xiàn)電平將由與此行線(xiàn)相連的列線(xiàn)電平?jīng)Q定。這一點(diǎn)是識(shí)別矩陣按鍵是否被按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤(pán)中的行線(xiàn)、列線(xiàn)和多個(gè)鍵相連，各按鍵按下與否均影響該鍵所在行線(xiàn)和列線(xiàn)的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線(xiàn)、列線(xiàn)信號(hào)配合起來(lái)作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。鍵盤(pán)的掃描碼由DSP得CTRKEY給出，當(dāng)有鍵盤(pán)輸入時(shí)，讀此端口得到掃描碼,當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，讀此端口的結(jié)果為0。CTRCLKEYo讀取的方法如下：nScanCode二CTRKEY;nnn二CTRCLKEY;//nScanCode中為掃描碼對(duì)于高速運(yùn)行的DSP,在兩次讀鍵盤(pán)之間可能需要增加延時(shí)語(yǔ)句。鍵盤(pán)連接原理如下：UIDATA[7:0]ADDRESS[15:0]/CS/RDU2數(shù)據(jù)鎖存串行移位寄存器地址譯碼U3電平轉(zhuǎn)換CLKDATAUIDATA[7:0]ADDRESS[15:0]/CS/RDU2數(shù)據(jù)鎖存串行移位寄存器地址譯碼U3電平轉(zhuǎn)換CLKDATAU4圖2鍵盤(pán)連接原理鍵盤(pán)的掃描碼由DSP得擴(kuò)展地址0x602800給出，當(dāng)有鍵盤(pán)輸入時(shí)，讀此端口得到掃描碼，當(dāng)無(wú)按鍵按下時(shí)讀此端口的結(jié)果為0。各按鍵的掃描碼排列如下所示(scancode?h)。ttdefineSCANC0DE_00x70ttdefineSCANCODE_10x69fidefineSCANCODE20x72ttdefineSCANC0DE_30x7AttdefineSCANC0DE_40x6BttdefineSCANC0DE_50x73ttdefineSCANCODE_60x74ttdefineSCANCODE_70x6CttdefineSCANC0DE_80x75ttdefineSCANC0DE_90x7DttdefineSCANCODE_Del0x49ttdefineSCANCODE_Enter0x5AttdefineSCANCODE_Plus0x79ttdefineSCANCODE_Minus0x7BttdefineSCANCODE_Mult0x7CttdefineSCANCODE_Divid0x4AttdefineSCANCODE_Num0x77直流電機(jī)龍速原理：2.1TM320VC5509DSP的McBSP引腳通過(guò)設(shè)置McBSP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。2.2直流電機(jī)控制本試驗(yàn)采用直流電動(dòng)機(jī)的脈寬調(diào)制（PWM）控制方式。1）PWM調(diào)壓調(diào)速原理直流電機(jī)轉(zhuǎn)速n的表達(dá)式為：U-IRn= K①其中，U為電樞端電壓；I為電樞電流；R為電樞電路總電阻；①為每極磁通量；K為電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)。所以直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法可分為兩類(lèi)：對(duì)勵(lì)磁磁通進(jìn)行控制的勵(lì)磁控制法和對(duì)電樞電壓進(jìn)行控制的電樞控制法。其中勵(lì)磁控制法在低速時(shí)收磁極飽和的限制，在高速時(shí)受換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制，并且勵(lì)磁線(xiàn)圈電感較大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差，所以這種控制方法用得很少?，F(xiàn)在，大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合都使用電樞控制法。絕大多數(shù)直流電機(jī)釆用開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)方式。開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)方式是使半導(dǎo)體功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，通過(guò)脈寬調(diào)制PWM來(lái)控制電動(dòng)機(jī)電樞電壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。UiUsDIJUviZK0 tUiUsDIJUviZK0 tGND圖3利用開(kāi)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上圖是利用開(kāi)關(guān)管對(duì)直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行PW調(diào)速控制的原理圖和輸入輸出電壓波形。圖中，當(dāng)開(kāi)關(guān)管MOSFET的柵極輸入高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組兩端有電壓Us,tl秒后，柵極輸入變?yōu)榈碗娖剑_(kāi)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(kāi)關(guān)管的動(dòng)作重復(fù)前面的過(guò)程。這樣，對(duì)應(yīng)著輸入的高低電平，直流電動(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U。為：Uo=^-l=Lus=aUs 式中，a為占空比，a=tl/T0T占空比a表示了在一個(gè)周期T里，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間與周期的比值。A的變化范圍為0<=a<=l.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U。取決于占空比a的大小，改變a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。2） PWM調(diào)速方法在PWM調(diào)速時(shí)，占空比a是一個(gè)重要參數(shù)。以下三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tl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tl,這樣使周期T（或頻率）也隨之改變。（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tl和變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,在直流電機(jī)的控制中，主要使用定頻調(diào)寬法。2.3ICETEK-CTR直流電機(jī)模塊：1）原理圖ICETEK-CTR即顯示控制模塊上直流電機(jī)部分的原理圖見(jiàn)下圖。圖4ICETEK-CTR直流電機(jī)部分原理圖圖中PWM輸入對(duì)應(yīng)ICETEK-CTR-A板上P4外擴(kuò)插座第26引腳的S22信號(hào)，DSP將在此引腳上給出PWM信號(hào)開(kāi)控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速；圖中的DIR輸入引腳ICETEK-CTR-A板上P4外擴(kuò)插座第29引腳的S14信號(hào)，DSP將在此引腳上給出高電平或低電平來(lái)控制直流電機(jī)的方向。從DSP輸出的PWM信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)先經(jīng)過(guò)2個(gè)與門(mén)和1個(gè)非門(mén)再與各個(gè)開(kāi)關(guān)管的柵極相連。2）控制原理當(dāng)電動(dòng)機(jī)要求正傳時(shí)，S14給出高電平信號(hào)，該信號(hào)分為3路：第1路與門(mén)Y1的輸出由PWM決定，所以開(kāi)關(guān)管VI柵極受PWM控制；第2路直接與開(kāi)關(guān)管V4的柵極相連，是V4導(dǎo)通；第三路經(jīng)非門(mén)F1連接到與門(mén)Y2的輸入端，使與門(mén)Y2輸出為0,這樣是開(kāi)關(guān)管V3截止；從非門(mén)F1輸出的另一路與開(kāi)關(guān)管V2的柵極相連，其低電平信號(hào)也是V2截止。同樣，當(dāng)電動(dòng)機(jī)要求反轉(zhuǎn)使，S14給出低電平信號(hào)，經(jīng)過(guò)2個(gè)與門(mén)和1個(gè)非門(mén)組成的邏輯電路后，使開(kāi)關(guān)管V3受PWM信號(hào)控制，V2導(dǎo)通，VI、V4全部截止。2.4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，100次中斷為一個(gè)周期，在每一個(gè)中斷中根據(jù)當(dāng)前占空比判斷輸出波形的高低電平。主程序用輪詢(xún)方式讀入鍵盤(pán)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)釆用先減速再反轉(zhuǎn)的控制順序。2.5電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)流程圖

圖5電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)流程圖3.EMIF接口：TMS320C5509DSP的擴(kuò)展存儲(chǔ)器接口（EMIF）用來(lái)與大多數(shù)外圍設(shè)備進(jìn)行連接，典型應(yīng)用如連接片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器等。這一接口提供地址連線(xiàn)、數(shù)據(jù)連線(xiàn)和一組控制線(xiàn)。ICETEK-VC5509-A將這些擴(kuò)展引線(xiàn)到了板上的擴(kuò)展插座上供擴(kuò)展使用。4.蜂鳴器蜂鳴器由DSP通用I/O管腳輸出控制，可將此管腳上的頻率輸出轉(zhuǎn)換成聲音輸出。5509A的通用I/O口S13擴(kuò)展蜂鳴器的輸出頻率?？刂频姆椒ㄊ鞘褂肈SP通用定時(shí)器設(shè)置S13以一定的頻率改變高低狀態(tài)，輸出方波。對(duì)于通用定時(shí)器周期寄存器的設(shè)置,計(jì)數(shù)值為所需計(jì)數(shù)值的二分之一。蜂鳴器的連接；由于選用的蜂鳴器所需電流較小，所以釆用將DSP通用I/O引腳直接驅(qū)動(dòng)的方式。5.交通燈實(shí)驗(yàn)發(fā)光二極管是由連接在DSP擴(kuò)展地址接口上的寄存器EWR和SNR控制的。這兩個(gè)寄存器均為6位寄存器，其位定義如下：表1寄存器EWR址的寫(xiě)操作來(lái)修改二個(gè)寄存器各位的狀態(tài)，當(dāng)寄存器某位取時(shí)，相應(yīng)提示燈被點(diǎn)亮，取'0'則熄滅。當(dāng)寫(xiě)入CTRLR的數(shù)據(jù)（8位有效值）的高兩位為'00'時(shí)，數(shù)據(jù)的低6位將寫(xiě)入EWR寄存器；高兩位為，01'時(shí)，數(shù)據(jù)的低6位將寫(xiě)入SNR寄存器。三、實(shí)驗(yàn)流程圖:1、整體構(gòu)思流程圖如圖1：

圖2鍵盤(pán)掃描子程序流程圖四、實(shí)驗(yàn)源程序：#inelude,,myapp.hn#include,,ICETEK-VC5509-EDU.h,'#inelude"seancode.h”#defineTLIGHTWE0x0#defineTLIGHTNS0x40#defineTLIGHTSWGREEN0x01#defineTLIGHTNEGREEN0x08ioportunsignedint*tim0;ioportunsignedint*prdO;ioportunsignedint*tcrO;ioportunsignedint*prscO;intnCursorCount;voidlnitlnterrupt();voidlnitMcBSP();inttKey^Ke^nKeyCode^CountnCountl^N;main(){intj；unsignedchardbScanCode，dbOld;PLLJnit(2O);SDRAM」nit();lnitCTR();PLLJnit(2O);SDRAM」nit();lnitCTR();〃直流電機(jī)〃unsignedchardbScanCode，dbOld;//unsignedchardbOld;dbScanCode=dbOld=0;nCount二nCountl=0;PLLJnit(2O);SDRAM」nit();lnitCTR();lnitMcBSP();CTRLR=0x0cl;for(；；){dbScanCode=GetKey();dbScanCode&=OxOff;if(dbScanCode==SCANCODE_9)break;switch(dbScanCode)case1:CTRLR=0xl;CTRLR=0x40;{intnMusicCount;intnWork;intuN;PLLJnit(2O);SDRAMJnit();lnitCTR();lnitMcBSP();CTRGR=& //BUZZES打開(kāi)蜂鳴器，見(jiàn)ICETEK-CTR的全局控制寄存器描述〃設(shè)置合適的音長(zhǎng)和音高for(nWork=0;nWork<nMusicNumber;nWork++){music[nWork][0]*=10;//10music[nWork][l]*=3;//3music[nWork][l]/=12;//12}〃設(shè)置DXO管腳為通用輸出管腳以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器// SPCRO&=OxOfffeffff;///XRST=O// PCRO|=0x2000; //RIOEN=1Initlnterrupt();TIME」nit();nMusicCount=0;while(dbScanCode==1){nMusicCount++;nMusicCount%=nMusicNumber;if(music[nMusicCount][0]==0)*tcrO&=OxOfffffcff;//靜音else{*prdO=music[nMusicCount][0];//切換音符*tcrO=OxeO;}dbScanCode=GetKey();//if(dbScanCode==SCANCODE_Enter)break;Delay(music[nMusicCount][l]);}〃直流電機(jī)uN=60;CTRGR=1; 〃直流電機(jī)使能，DCME=1Initlnterrupt();TIME」nit();while(dbScanCode==1){if(nCountl==0){dbScanCode=GetKey();if(dbScanCode!=dbOld)dbOld=dbScanCode;

if(dbScanCode==SCANCODE_9)break;〃退出elseif(dbScanCode==SCANCODE_7)PCR1|=2;〃反轉(zhuǎn)elseif(dbScanCode==SCANCODE_8)PCRl&=OxOfffd;〃反轉(zhuǎn)elseif(dbScanCode==SCANCODE_3)uN=80;elseif(dbScanCode==SCANCODE_4)uN=60;elseif(dbScanCode==SCANCODE_5)uN=40;elseif(dbScanCode==SCANCODE_6)uN=20;}

}break;}

}break;}case2:CTRLR=0x2;CTRLR=0x40;intnMusicCount;intnWork;PLLJnit(2O);SDRAM」nit();lnitCTR();lnitMcBSP();CTRGR=&//BUZZES打開(kāi)蜂鳴器，見(jiàn)ICETEK-CTR的全局控制寄存器描述〃設(shè)置合適的音長(zhǎng)和音高for(nWork=0;nWork<nMusicNumber;nWork++){music[nWork][0]*=5;//10music[nWork][l]*=3;//3music[nWork][l]/=5;//12}〃設(shè)置DXO管腳為通用輸出管腳以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器// SPCRO&=OxOfffeffff;///XRST=O// PCRO|=0x2000; //RIOEN=1Initlnterrupt();TIME」nit();nMusicCount=0;while(dbScanCode==2){nMusicCount++;nMusicCount%=nMusicNumber;if(music[nMusicCount][0]==0)*tcrO&=OxOfffffcff;//靜音else{*prdO=music[nMusicCount][0];//切換音符*tcrO=OxeO;}dbScanCode=GetKey();Delay(music[nMusicCount][l]);for(j=0;j<30;j++) //North{CTRLR=TLIGHTNS+(TLIGHTSWGREEN?j);//使交通燈依次亮起Delay(38);CTRLR=TLIGHTNS;Delay(38);}for(j=0;j<30;j++) //West{CTRLR=TLIGHTWE+fTLIGHTSWGREENvcj);//使交通燈依次亮起Delay(38);CTRLR=TLIGHTWE;Delay(38);}for(j=0;j<30;j++) //South{CTRLR=TLIGHTNS+(TLIGHTNEGREEN?j);//使交通燈依次亮起Delay(38);CTRLR=TLIGHTNS;Delay(38);}for(j=0;j<30;j++) //East{CTRLR=TLIGHTWE+fTLIGHTNEGREENaj);//使交通燈依次亮起Delay(38);CTRLR=TLIGHTWE;Delay(38);}}}break;}Delay(16);}CloseCTR();exit(O);}voidInitlnterrupt(void){〃設(shè)置中斷控制寄存器IVPD=0x80;IVPH=0x80;IERO=OxlO;DBIERO=0x10;IFRO=Oxffff;asm(MBCLRINTMn);}voidinterruptTimer()〃中斷響應(yīng)函數(shù){PCR0A=0x20;nCount++;nCount%=100;if(nCount>uN) PCR21=4;elsePCR2&=OxOfffb;nCountl++;nCountl%=5120;}voidlnitMcBSP(){//lOPin:McBSPl.FSXS15//SPCR2.XRST_=0,PCR.XIOEN=1/PCR.FSXM=1/PCR.FSXP=0/1SPCR2_1&二OxOfffe;PCR11=0x2800;}voidTIMEJnit(void)timO=(unsignedint*)0x1000;prdO=(unsignedint*)0x1001;tcrO=(unsignedint*)0x1002;prscO=（unsignedint*）0x1003;*tcrO=0x04f0;*tim0=0;*prdO=Oxffff;*prscO=2;*tcrO