揭秘DSP电机控制串行通信系统电路设计
DSP串行通信系统设计与实现
不高的系统, SP I总线的使用可以简化电路设计、省
掉了很多常规电路中的接口器件、提高了设计的可
靠 性。 该 系 统 利 用 SP I 外 接 数 码 管 驱 动 芯 片
MAX7219, MAX7219芯片的特点是可以利用一个芯
片完成 8位字数据和线数据的驱动, 使得电路紧凑。 该芯片与数码管相连时无需限流电阻, 8位显示的
ZHANG Kun- chan, YANG Jian- hua, DU X in- hu
( College of A utomation, N or thw estern Po ly technical University, X i an 710072, China)
A bstract: A TMS320LF2407A - based serial comm unication system was deve loped to rea lize communications betw een digita l signal processo r ( DSP ) and other contro llers. T his system em ployed an Un iversa l Asynchronous R eceiver T ransm itter ( UART ) m odule and a Seria l P eripheral Interface ( SP I) m odule to connect the DSP to a host PC and a client d isp lay peripheral respectively. Deta iled principle and m ethod for hardw are design w ere introduced; comm un ication program s and relative so ftw are structure w ere g iven. Communication experim ents show ed that the system w as sim ple in c ircu it design and stable and accurate in data transm ission. It has reference value and pract ical benefit to explo it comm un ications of DSP system.
利用DSP实现的步进电机控制器的设计
利用DSP实现的步进电机控制器的设计数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。
在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。
TMS320LF2407是TI公司主推的一种高性能、低价格DSP处理器，其处理速度达到30 MIPS,片内处理集成RAM、Flash及定时器外，还集成了A/D转换器、PWM控制器及CAN总线控制器等模块，特别适合于电机、电源变换等实时要求高的控制系统。
但是通常设计DSP程序的方法是，在DSP的集成开发环境CCS中用C语言设计，需要花费大量的时间用来编写和输入程序代码。
在Matlab中用图形化的方式设计DSP的程序，能够缩短产品的开发时间。
本文所介绍的是一种基于TMS320LF2407实现的步进电机控制系统的设计。
1 系统硬件构成整个系统分为五个部分组成：DSP中央控制器TMS320LF2407,步进电机及驱动，光电编码器，键盘及液晶显示部分，以及整个系统的外围电源电路及看门狗复位电路组成，。
在这个系统设计中，由键盘设定给定转速(位置)，通过中央控制器TMS320LF2407来产生PWM脉冲信号来控制步进电机的转速(位置)，可以采用光电编码器对步进电机的转速(位置)进行采样检测实现闭环控制，也可以采用开环控制无需转速(位置)信号，以上过程中的多个变量、参数可以在液晶显示屏上得到直观地反映。
整个硬件结构简单直观，中央控制器TMS320LF2407还剩余丰富的I/O及中断资源，在此设计基础上具有一定的扩展空间。
基于DSP的直流电机控制系统设计_本科毕业论文
基于DSP的直流电机控制系统设计摘要：直流电机由于励磁磁场和电枢磁场完全解耦，可以独立控制，因此具备良好的调速性能，出力大、调速范围宽和易于控制，广泛应用于电力拖动系统中。
而随着对电机控制要求的不断提高，普通的单片机越来越不能满足对电机控制的要求，DSP技术的发展正好为先进控制理论以及复杂控制算法的实现提供了有力的支持。
本设计采用美国TI公司专门为电机数字化控制设计的16位定点DSP控制器TMS320LF2407作为微控制器。
该芯片集DSP信号高速处理能力及适用于电机控制优化的外围电路于一体，可以为高性能传动控制技术提供可靠高效的信号处理与控制硬件。
电机的控制系统是由检测装置、主控制器、功率驱动器以及上位机组成，其中DSP控制器是电机控制系统的关键部分，负责对电机的反馈信号进行处理并输出控制信号来控制电机的转动。
关键词：直流电机；DSP；PID控制器；PWMThe Design of DC Motor Control System Based on DSPAbstract：The DC motor armature magnetic field and the excitation completely decoupled, it can be independently controlled, so it has a good speed performance, contribute to a large power, widely speed range, and easy to control, so it is widely used in electric drive systems. With the motor control required for continuous improvement, common single MCU can't meet requirements of the motor control well, DSP technology just for the advanced control theory and complex control algorithm implementation provides a strong support.This design uses the American TI company specially for motor control design of digital 16 fixed-point DSP controller TMS320LF2407 as the controller. The chip set DSP signal the high processing capacity and used in motor control optimization the periphery of the circuit in a body, high performance driving control technology to provide reliable and efficient signal processing and control hardware. Motor control system is composed of detection devices, the main controller, power driver and PC componen ts, which DSP controller is a key part of the motor control system , responsible for the motor feedback signal processing and output control sig n al to control the rotation of the motor.Keywords：DC motor, DSP, PID controller, PWM目录第1章绪论 (1)1.1 课题概述 (1)1.1.1 课题研究的背景 (1)1.1.2 课题研究的目的及意义 (2)1.2 课题研究的现状 (2)1.3 课题研究的内容 (5)第2章系统总体设计 (6)2.1 系统的组成 (6)2. 2 DSP芯片选择 (6)2.3 TMS320LF2407 DSP 控制器介绍 (7)2.4 硬件方案论证 (10)2.4.1 测速传感器的选择 (10)2.4.2 功率驱动单元方案论证 (11)2.4.3 键盘显示方案论证 (11)2.4.4 PWM实现方案论证 (12)2.5 本章小节 (12)第3章系统硬件设计 (13)3.1 电源电路的设计 (13)3.2 功率驱动单元的设计 (13)3.2.1 PWM调速原理 (14)3.2.2 电机驱动电路 (15)3.3 速度检测单元的设计 (16)3.3.1 速度检测的方法 (16)3.3.2 速度检测电路设计 (17)3.4 按键控制单元的设计 (18)3.5 显示单元的设计 (20)3.5.1 1602液晶介绍 (20)3.5.2 显示单元接口电路设计 (20)3.6 通信单元的设计 (21)3.7 本章小节 (22)第4章系统软件设计 (23)4.1 主程序的设计 (23)4.1.1 主程序 (23)4.1.2 初始化子程序 (24)4.1.3 显示程序 (24)4.2 中断服务程序的设计 (24)4.2.1 PWM波发生程序 (25)4.2.2 捕获中断程序 (27)4.3 PID控制算法 (28)4.3.1 PID控制原理 (29)4.3.2 系统PID控制 (29)4.4 本章小节 (31)第5章系统总体调试 (32)5.1 调试准备 (32)5.2 系统调试 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
dsp电机控制原理及应用
dsp电机控制原理及应用DSP电机控制原理及应用数字信号处理技术（DSP）在电机控制中的应用越来越广泛，其原理和应用如下：1. 原理DSP电机控制的原理基于对电机运行状态的实时监测和处理。
通过采集电机的传感器信号，并利用DSP芯片对信号进行数字化处理和分析，可以实现对电机的精确控制。
DSP电机控制的主要原理包括以下几个方面：- 电机速度闭环控制：通过对电机速度进行闭环控制，可以实现精确的速度调节和稳定的转速控制。
- 电流控制：DSP可以对电机的电流进行采样和处理，通过控制电机的电流大小和相位，可以实现电机的精确转矩控制。
- 位置控制：通过对电机位置信号的处理和反馈，可以实现对电机转动位置的准确定位和控制。
2. 应用DSP电机控制广泛应用于各种类型的电动机控制系统，如直流电机控制、交流电机控制和步进电机控制等。
根据电机控制的需求和应用场景的不同，DSP电机控制可以实现以下几个方面的功能：- 速度闭环控制：实现对电机转速的精确控制，用于需要稳定速度的应用，如风扇、泵等。
- 转矩控制：通过对电机电流的控制，实现对电机转矩的精确调节，适用于需要精确转矩输出的应用，如工业机械、机器人等。
- 位置控制：通过对电机位置信号的处理和反馈，实现对电机位置的准确定位和控制，适用于需要精确位置控制的应用，如CNC机床、自动化设备等。
- 动态响应控制：利用DSP的高性能计算能力和实时控制能力，可以实现对电机动态响应的控制，适用于对电机响应速度要求较高的应用，如印刷机、包装设备等。
综上所述，DSP电机控制原理简单明了，应用广泛。
凭借其优秀的数字信号处理能力和实时控制特性，DSP电机控制在电机控制领域具有重要的地位和广阔的应用前景。
电机的DSP控制课程设计报告
课程名称：电机的DSP控制课程设计院系：电子信息与电气工程学院专业：电气工程与自动化班级：学号:姓名：上海交通大学目录1. 电机控制的DSP芯片 (3)2.软件设计要求 (3)2.1学会DSP开发环境的使用，能编写C语言程序； (3)2.2编写数码管显示程序、键盘扫描程序； (3)2.3 编写AD采样程序； (3)2.4编写6路PWM正弦波程序（变频器逆变需6路）； (3)3. 软件实现 (3)3.1数码管显示程序、键盘扫描程序 (3)3.1.1程序设计思路 (3)3.1.2程序模块 (4)3.2 AD采样程序 (6)3.2.1程序设计思路 (6)3.2.2 程序模块 (6)3.3 6路PWM正弦波程序 (7)3.3.1 程序设计思路 (7)3.3.2 程序模块 (8)3.3.3程序设计结果 (10)4. 课程总结 (14)1.电机控制的DSP芯片本课程设计用的芯片为TMS320F28027；本课程设计中主要用到的一些电路模块：显示和键盘电路、BC7281、A/D采样电路、PWM输出电路。
2.软件设计要求2.1学会DSP开发环境的使用，能编写C语言程序；2.2编写数码管显示程序、键盘扫描程序；程序运行后，初始值为0，通过1个键，按一下加1，通过另一个键，按1下减1；（按着不放，超过1秒，不断加1或减1，时间超过5秒，不断加10，或减10）。
2.3 编写AD采样程序；根据输入的电压值，把AD的结果显示出来，当输入电压变化时，显示值也变化。
2.4编写6路PWM正弦波程序（变频器逆变需6路）；PWM的开关频率为10KHz，其输出的正弦波频率为0~100Hz，根据AD的值变化，50Hz时输出100%电压，0~50Hz按V/f等于常数输出，死区时间取2us。
频率值显示在数码管上。
3.软件实现3.1数码管显示程序、键盘扫描程序3.1.1程序设计思路此程序关键是如何去计时，最初考虑是用计时器中断去设计程序，但此方法需要在中断中执行判断按键是否持续，以及更改和现实数字，中断中操作过多，经常出错。
DSP的串行通信——TMS 320F240与PC机串行通信的设计
行 半 双 工 通 信 的 接 口电 路如 图所 示 ：
Ｔ ３ ０ ２ ０系列 是 美 国 １ 公 司 于 １ ９ ＭＳ ２ Ｆ ４ １ ９ ７年 推 出 的 ． 为 数 专 字 电机 控 制 和 其 他 控 制 应 用 系 统 而 设 计 的 １ ６位 定 点 数 字 信 号
维普资讯
２０ ０ ８年第 １ 期
福
建 电
脑
１７ ５
Ｄ Ｐ的 串行通 信 Ｓ
Ｔ ２ Ｆ ４ ＭＳ３ ０ ２ ０与 Ｐ Ｃ机 串行通信 的设计
李吉琴
（福 建 省 莆 田 学 院 电信 系 福 建 莆 田 ３ １０ ） ５ １０
【 摘 要 】 本 文 采 用 Ｐ 机 做 主 机 、 Ｓ ： Ｃ Ｄ Ｐ做 从 机 的 方 式 ， 过 Ｐ 通 Ｃ机 和 Ｔ ３ ０ ２ ０之 间 串行 通 信 的 实 验 ， 绍 了一 种 处 ＭＳ ２ Ｆ ４ 介 理Ｐ Ｃ机 和 Ｄ Ｐ进 行 串行 通 信 的 方 法． 而 实现 Ｄ Ｐ与 Ｐ Ｓ 从 Ｓ Ｃ机 之 间有 效 可靠 的 通 讯 。
【 关键词】 Ｃ机 ， 字信号 处理器（ Ｓ ） 串行通信接 口（Ｃ ） ：Ｐ 数 ＤＰ ， ＳＩ
Байду номын сангаас引 言
Ｄ Ｐ的一 个 突 出 特 点 是 实 时 性 ．在 实 时 信 号 处 理 中 已经 离 Ｓ 不 开 Ｄ Ｐ 这 些 处 理 系 统 中包 含 了 各 种 数 据 通 信 ， 如 Ｄ Ｐ与 Ｓ． 例 Ｓ Ｄ Ｐ问 数 据通 信 ． Ｓ Ｓ Ｄ Ｐ与 Ｐ Ｃ机 问 数 据 通 信 等 。 何 能 够 快 速 、 如 准 确 的完 成 通 信 是 每个 硬件 工程 师 所 关 心 的 问题 。 由于 Ｄ Ｐ的 工 Ｓ 作频 率 较 高 。 其 数 据 读 写 周 期 很 短 。 而 Ｐ 故 然 Ｃ机 串 Ｅ读 写 速 度 ｌ 较低 ． 大 数 据 吞 吐 量 约 为 １５ ｂ ｓ尽 管 Ｄ Ｐ从 这些 冗 长 的 等 最 １ｋ ｐ ， Ｓ 待周 期 中 解 放 出来 ．将 其 时 间重 点 放 在 处 理 关 键 的实 时 任 务 中 去． 有着 重 要 的实 际 意 义 。 Ｄ Ｐ与 Ｐ 故 Ｓ Ｃ机 之 间 串 Ｅ通 信 的速 度 ｌ 匹配 是 保 证 快 速 、 确 通 信 的 关 键 。 准
dsp电机控制原理
dsp电机控制原理
DSP电机控制原理
电机控制是工业自动化领域中的一个重要方向，其目的是通过电路和控制算法来精确控制电机的运行状态和输出力矩。
DSP（数字信号处理器）被广泛应用于电机控制领域，其算法
能够快速处理电机的输入信号，并根据控制策略调整输出信号，实现对电机运行状态的精确控制。
在DSP电机控制系统中，通常会使用PID（比例-积分-微分）
控制算法。
PID控制算法可以通过对电机的输入信号进行实时
监测和调整，使电机输出力矩稳定在期望值附近。
具体实现PID控制算法的过程如下：
1. 采集电机的输入信号（例如位置、速度、电流等）。
2. 根据目标输出力矩，计算出误差值（目标力矩与实际力矩之间的差异）。
3. 根据一定的调节参数，计算比例项、积分项和微分项，并将它们相加得到控制量。
4. 将控制量经过控制电路，转换成适合电机输入的信号。
5. 输出信号经过功率放大电路，驱动电机运行。
6. 循环以上步骤，实时调整电机的输出力矩。
PID控制算法的核心思想是通过不断调整控制量，使得电机输
出力矩能够稳定在期望值附近。
在实际应用中，可以根据具体的场景和电机特性进行参数调整，以便获得更好的控制效果。
总之，DSP电机控制原理通过数字信号处理器和PID控制算法来实现对电机的精确控制，能够应用于各种自动化和工业控制系统中。
三相直流无刷电机DSP控制系统的设计
1、实现电机的平稳启动和停止； 2、对于不同的负载，电机速度能自动调整； 3、电机位置能够准确跟踪给定位置；
4、在电机运行过程中，能够实时监测电机电流、电压等参数。
参考内容
引言
随着电力电子技术的发展，直流无刷电机（DC Brushless Motor，简称 BLDC）因其高效、节能、维护方便等特点在许多领域得到了广泛应用。而数字信 号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）作为一种强大的实时信号处 理工具，为直流无刷电机控制系统的设计提供了新的解决方案。本次演示旨在探 讨基于DSP的直流无刷电机控制系统的设计与研究。
相关技术综述
直流无刷电机控制系统中，无位置传感器技术和全数字化控制技术日益受到。 无位置传感器技术通过算法估算出电机转子的位置，从而控制电机运转。全数字 化控制技术则利用DSP进行数字化处理，实现电机的精确控制。这两种技术的应 用大大提高了直流无刷电机的性能和可靠性。
系统设计
1、硬件设计
本系统的硬件部分主要包括电源模块、驱动模块、信号调理模块和DSP模块。 其中，电源模块为整个系统提供稳定的工作电压；驱动模块负责驱动电机的三相 绕组；信号调理模块负责采集电机转速等信号，并进行必要的调理；DSP模块作 为主控单元，负责实现各种控制算法。
三相直流无刷电机DSP控制系统的 设计
01 引言
03 参考内容
目录
02 需求分析
引言
随着电力电子技术和微控制器的发展，数字信号处理器（DSP）在电机控制 领域的应用越来越广泛。三相直流无刷电机作为一种先进的电机类型，具有效率 高、维护少、调速性能好等优点，被广泛应用于各种工业领域。本次演示将介绍 如何设计一个基于DSP的三相直流无刷电机控制系统，并对其进行详细阐述。
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揭秘DSP电机控制串行通信系统电路设计
在电机控制系统中，客户端要通过上位机来设置电机的运行参数，而
被控电机也要将各种运行状态信息实时地传给远程控制端客户，串行通信由于
连线少，成本低，简单可靠，被广泛应用。
本文利用SCI 串行通讯接口实现DSP 控制器与PC 机的通信连接；电机控制系统中还必须有数码显示驱动电路，以便于现场控制人员及时了解电机当前的转速等信息，因此利用SPI 同步串行口来实现DSP 与外围设备之间的通信就很有必要。
分析了数字信号处理芯片TMS320LF2407ADSP 的串行外设接口SPI，及串行通信接口SCI 模块。
在电机控制实验系统中，给出了由这2 个模块构成的串行通信应用实例。
重点讲述了
相关的串行通信接口电路硬件设计高。
串行通信接口模块的硬件电路设计
电机的运行参数，如转向、转速及位置信号等由主机制定，通过RS232 串行通信传输到DSP，DSP 再将运行结果返回给主机的电机控制系统中，以实现远程客户端和被控电机之间的通讯。
由于上位机（PC）一般都带有RS232
接口，所以我们利用上位机的串行口与下位机DSP 的异步串行口SCI 来进行RS232C 通信和数据交换，实现计算机对工业现场被控对象的检测和控制。
TMS32OLF24O7A 的串行通信接口电路如该实验系统利用DSP 的SCI 串行通信接口电路实现了DSP 控制器与上位机的通讯连接，整个接口电路简单，可靠性高。
DSP 控制器通过SCI 串行通信接口电路，将控制系统的实时运行状态上传给上位机供存储和分析，而上位机则通过SCI 串行通信接口电路将控制指令（例如起、停、正转、反转、运行速度等）发送给DSP 控制器，以实现对电机控制系统的实时控制。
本试验系统的串行通信速率可变，波特率默认值为l 9200，从l200，2400，4800，9 600，到l9 200 可调。