高性能FLASH存储器在DSP电机智能保护中的应用.
高性能FLASH存储器在DSP电机智能保护中的应用
2008-01-20
摘要：DSP芯片以其高速、实时性等优点逐步被用到电机保护中，利用高性能外围器件尤其是外围存储器与DSP的硬件匹配是充分发挥其优点的必要条件。
文中以基于TMS320C32高速CPU为核心芯片的智能型电机保护装置为模型，介绍了高性能FLASH芯片Am29F010B与DSP芯片的硬件接口电路、软件编程技术以及应注意的问题和设计技巧。
关键词：Flash存储器 DSP 嵌入式算法 Am29F010B
国内的电动机保护装置种类繁多，但随着现代大中型电动机对保护要求的不断提高和VLSI技术的不断进步，传统的基于热敏电阻、机械式继电器和电子式等保护模式均因可靠性不高，容易出现误操作等缺点已不能满足需要；而以单片机为核心的数字或保护装置的运算速度不高、资源有限、数据处理能力和可扩展性不好等问题日益突出。
新的相关理论和技术（如小波变换、自适应保护、故障诊断、模糊整定等）的出现加速了高性能和综合型微机保护的发展，但这不仅要求更高性能的CPU（如近年飞速发展的系列DSP芯片）的支持，而且还要有与之相适应的外围存储器的支持。
鉴于此，笔者在开发基于DSP的大中型智能电动机保护装置（系统结构功能如图1）时，在外扩存储器方面采用了AMD 公司生产的Flash芯片Am29F010B。
该Flash memory因容量大、体积小、功耗低、成本低等优点而被广泛应用于消费类电子、军事、航空航天等领域。
它可以在线更新，并具有较高的灵活性，因而可与高性能CPU芯片TMS320C32达到良好的配合，从而可显著提高系统性能和可靠性。
1 硬件设计
1.1 TMS320C32芯片的特点
美国TI公司生产的TMS320系列DSP芯片以其改进的哈佛总线结构、独立的指令系统、专用硬件乘法器、多种寻址方式等优点以及高速数据处理能力广泛应用在通讯、雷达、工业控制等领域。
TMS320C32是TI的第一代浮点DSP芯片TMS320C3X系列中的`一款高性能浮点芯片，是对TMS320C30、TMS320C31中的不常用资源进行简化、并对其性能进一步改进后的高性价比处理器。
它具有增强的外部存储器接口，可以灵活方便地存取8/16/24/32位数据。
它支持16/32位外部程序，从而为其外围接口电路设计提供了很大的灵活性；其硬件上增加的一个非常有用的程序引导（Bootloader）功能使其程序可以从低速EPROM、PROM或串口装入到系统的高速RAM中全速运行；它所配备的C编译器具有很高的效率，可直接用汇编语言或两者相结合使用，因而灵活性和实时性都很强；由于中断矢量表可重设位，因此，将其应用到电动机保护中可以大大提高整个保护装置的各项性能。
1.2 Flash Memory芯片Am29F010B
Am29F010B是AMD公司生产的多功能闪烁内存，它的主要技术特点如下：*可单电压（5V）进行读、写操作；
*高性
[1] [2] [3] [4] [5]。
步进电机控制方案 dsp
步进电机控制方案 DSP简介步进电机是一种常用的电动机类型，适用于需要精确定位和高扭矩输出的应用场景。
与其他电机类型相比，步进电机具有较高的位置控制精度和较低的成本。
本文旨在介绍一种基于DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）的步进电机控制方案，以实现精确的步进电机控制。
DSP介绍DSP是一种专门用于数字信号处理的芯片或系统。
其优势在于能够高效地进行信号处理、算法运算和数据处理。
DSP芯片通常带有多个高性能的计算核心和丰富的外设接口，适用于各种实时应用。
在步进电机控制方案中，使用DSP作为控制器可以实现高精度的位置控制和快速响应。
步进电机控制原理步进电机是一种需要以离散的步进角度进行控制的电机。
其控制原理基于电机内部的定子和转子之间的磁场交互作用。
步进电机的转子通过电流驱动产生磁场，定子通过相序切换实现转子的转动。
控制步进电机的关键是准确控制相序的切换和电流的驱动。
基于DSP的步进电机控制方案可以通过以下步骤实现：1.位置规划：根据实际需求，确定步进电机需要旋转到的位置。
这可以通过输入命令、传感器反馈或计算算法等方式得到。
2.相序切换：根据位置规划，确定相序的切换顺序。
相序切换是通过控制电机驱动器中的逻辑电平来实现的。
DSP通过输出控制信号控制驱动器的相序切换，从而实现电机的转动。
3.电流驱动：根据步进电机的特性和要求，确定合适的电流驱动参数。
通过DSP输出的PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）信号和驱动电路，实现对电机相线施加准确的电流驱动。
4.反馈控制：根据应用需求，添加合适的反馈控制机制来实现闭环控制。
常见的反馈控制方式包括位置反馈、速度反馈和力矩反馈等。
DSP步进电机控制方案的优势相比传统的微控制器或PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）控制方案，基于DSP的步进电机控制方案具有以下优势：•高性能：DSP芯片具有强大的计算能力和实时性能，可以实现复杂的控制算法和快速响应。
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。
DSP的SPI口和串行EEPROM在变频器中的应用(精)
DSP的 SPI 口和串行 EEPROM在变频器中的应用纲要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，议论剖析了跨导放大器 - 电容 (OTA—C)连续时间型滤波器的构造、设计和详细实现，使用外面可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用 ADS软件进行电路设计和仿真验证。
仿真结果表示，该滤波器带宽的可调范围为 1～26 MHz，阻带克制率大于 35 dB ，带内涟漪小于 0．5 dB ，采纳 1．8 V 电源， TSMC 0．18μm CMOS工艺库仿真，功耗小于 21 mW，频响曲线靠近理想状态。
重点词： Butte1前言变频器的开发中我们采纳TMS320F240芯片做主 CPU， TMS320F240系列是美国TI 企业于 1997 年推出的，专为数字电机控制和其余控制应用系统而设计的 16 位定点数字信号办理器。
它将数字信号办理的高速运算功能与面向电机的强盛控制能力联合在一同，成为中低端变频器理想的主控芯片。
F240 片内外设包含双 10 位 A/D 变换器，带有锁相环 PLL 时钟模块，带中止的看门狗准时器模块，串行通讯接口 SCI 及串行外设接口 SPI，此外，还集成了一个事件管理模块EVM。
所以， TMS320F240基本能知足笔者变频器设计的要求。
变频器有几百甚至上千个参数，这些参数值都要求系统断电后不可以丢掉，在设计中我们采纳非易失性储存器 EEPROM保留数据。
每次上电时，从 EEPROM中读取上一次参数的设定值，以保证变频器运转状态的连续性，相同每次断电时，也要保留变频器此次运转的参数设定状况，以便开机时读取。
本文论述了变频器开发中 F240 扩展 EEPROM（X5168）的设计思路和实现过程。
2 对 TMS320F240的串行外设接口（ SPI）的说明TMS320F240的串行外设接口（ SPI）模块是一个高速同步串行输入/ 输出端口，它同意 F240 控制器和片外外设或其余控制器进行串行通讯，在通讯过程中，SPI 可以以随意给定的传输速率对拥有可编成长度（1-8 位）的串行比特流进行收发。
基于TMS320C67系列DSP的FLASH烧写和程序加载研究
1997 年，美国 TI 公司发布了新一代 DSPs 芯片 TMS320C6000，包括定点系列和浮点系列。其 中定点系列是 TMS320C62xx,浮点系列是 TMS320C67xx，二者互相兼容。TMS320C67 系列 DSP 具有 高速处理能力以及强大对外接口能力，工程应用很广泛，在军事通讯、电子对抗、雷达系统和制 导武器等需要高度智能化的应用领域，占有不可替代的优势。
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（3）使用 MAP1 方式，如果目标程序使用如反三角函数 asin(),atan()等基于查找表方式的
函数，因为查找表放置在.cinit 段中，该数据段必须放在片内数据存储器中才能被数据存储器
控制器 DMC 访问(如将.cinit 放入 PMEM,主机加载工作正常；但烧写 FLASH 后，上电加载程序，
MEMORY
{
PMEM1:
org=0000f000h len=00001000h
PMEM2:
org=00000000h len=00000200h
SBSRAM: org=00400000h len=00040000h
DMEM:
org=80002000h len=00008000h
}
（4）打开烧写程序工程 C，该程序将 SBSRAM 内数据烧写至 FLASH；操作时，先加载数据(工
NOP 5
MVC B0,PDATA_O
STP *A0
ADD A0,4,A0
SUB B2,1,B2
[B2] B NEXTR
NOP 5
SUB B2,1,B2
[B2] B NEXTR
NOP 5
搬运工程 B 调用该函数：
void main()
{
int i;
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。
F28335 DSP FLASH烧写的方法
张掌柜讲F28335DSP系列之把DSP程序从烧到RAM变成烧到FLASH中的方法一、前言1、首先跟大家强调一点，阅读这个文档的前提是，已经阅读过本店《张掌柜讲DSP系列之CCS4.2 XDS100在CCS4.2环境下仿真编程新手入门.pdf》这个文档，并且熟练掌握里面的操作步骤。
我后面讲解的话语里面，如果有你看不懂的，请回过头去看《张掌柜讲DSP系列之CCS4.2 XDS100在CCS4.2环境下仿真编程新手入门.pdf》。
这个文档我写的比较简练，希望大家看的时候仔细一些。
2、其次，说明一下我写这个文档的原因，很多买家朋友在本店购买TMS320F 28335DSP开发板套装，在RAM程序调试完毕后，将程序固化到FLASH的过程中遇到困难。
因为这些困难是很多朋友都会遇到的，所以我专门写这个文档讲解一下。
3、提醒一下，用仿真器烧写DSP的FLASH程序完成后，给开发板断电，然后拔掉仿真器和DSP开发板之间JTAG的连接，然后再给开发板上电，否则DSP开发板连着DSP 仿真器的时候，无法正常运行FLASH中的程序。
4、最后说明一下，在CCS4的Debug界面下，可以成功的Connect（连接），可以成功的Load program到DSP的片内RAM中，这个就说明DSP仿真器和DSP开发板没有硬件上的损坏或者问题，完全可以放心。
二、把烧写到RAM程序修改成烧写到FLASH的首先，希望大家明白一点，想把一个原来是烧写到DSP的片内RAM的程序修改成是烧写到DSP片内FLASH的程序，不仅仅是修改一个cmd文件就结束了，还需要做其他几个步骤，这里我重点强调一下。
第一步：把28335_RAM_lnk.cmd这个从project中移除，用右键选择28335_RAM_lnk.cmd然后选delate。
如下图1，然后出现对话框，点YES，如图2。
图1图2第二步：右键选择project名称，然后选add file to project，如下图3，然后出现浏览框，在\Code of TMS320F28335 CCS4\v120\DSP2833x_common\cmd这个子文件夹下，选择F28335.cmd，点OK，至此可以在project的文件列表内看到F28335.cmd被添加到project中。
DSP中内部Flash的应用研究
1前言TMS320F28xx DSP片内有128 K×16 bit字的Flash、两块4 K x16bit字的单周期访问RAM(SARAM)LO和L1、一块8 Kxl6 bit字的单周期访问RAM(SARAM)HO、两块1 Kxl6 bit 字的单周期访问RAM(SARAM)M0和M1。
由于存储器种类多、容量大，所以从系统的高度来配置各个存储器必须有合适的方法，而这些方法一般都与片内Flash有关。
另外，TMS320F28xx DSP片内有看门狗定时器模块(WDT)、引导ROM(ROM bootloader)模块、代码安全模块(CSM)，要合理地使用这些模块为整个系统服务，必定也要用到Flash。
由此可以看出，Flash的地位和作用比较显著．所以本文就Flash的几种用法作了研究。
2从Flash拷贝段到RAM2．1拷贝中断向量在TMS320F28xx器件中，外设扩展中断(PIE)模块管理中断请求。
上电时，所有中断向量必须位于非易失性存储器(如Flash)中，但是要把中断向量拷贝到PIEVECT RAM中，这是用户代码中器件初始化程序的一部分。
PIEVECT RAM是一个特定的RAM块，它在当前TMS320F28xx器件中是一个256×16的块．在数据空间中的起始地址为Ox000D00。
把中断向量连接到Flash，然后在运行时把中断向量拷贝到PIEVECT RAM中，有许多方法可以实现。
一个方法是创建包含函数指针的常量C结构体，该结构体包括128个32-bit向量。
如果使用DSP281x或者DSP280x外设的结构体．这个结构体叫做PieV ectTableInit，它已经在DSP281x_PieV ect．c或者DSP280x_PieV ect.c创建(参看TI提供的例程)。
因为这个结构体使用const类型关键词，所以它将会被编译器放置在.econst段中。
运行时只需要把这个结构体拷贝到PIEVECT RAM中。
DSP在电机控制系统中的应用
2. 1启动控制 晶闸管控制着系统的启动,是电机控制系统的开
关，电机的端电压除了与功率因数有关,还与触发角有 着密切联系，但是端电压和控制角之间缺少相同的控 制属性。PID控制算法简单、实用性强、应用广泛，控 制参数之间没有关联,且参数计算简单,实践和理论证 明，其是最优控制器。使用PID控制电机启动，应用其 自动化调整功能，对控制参数出现的偏差进行调整，根 据电机参数变化，调整电机控制策略，保证电机稳定运 行,可实现DSP控制系统的智能化控制。电机启动有 两种，即限流和全压。限流启动的原理是将PID控制 应用于电机控制系统，通过调整电机允许的最大电流, 来控制电机启动，当PTD控制接收到电流处于稳定值 的反馈信号后，结束启动控制。全压启动的原理是控 制角的触发脉冲快速增长至最大值，同时端电压增长 至给定值，电机控制系统中的过电流需设置较高，一般 为给定值的5倍,当电机内的启动电流超过系统的过 电流给定值时,PID控制启动，通过降低电机电流，进 行电机启动控制。 2.2停车策略
DSP控制系统通过编写的程序，判断电机的运行 状况，并发出控制指令，由PWM信号输出端口输出调 制的脉冲，形成晶闸管触发脉冲,然后输入到光耦合器 件,经过反相器处理后,使触发信号放大，进入脉冲变 压器，实现DSP对晶闸管的控制。
3结语
DSP技术作为一种新型技术，通过对电压和电流 信号的采集和处理运行编写的程序，对电机进行启动、 停车处理,提升了电机整体性能,促进了电机控制系统 的智能化发展。DSP电机控制系统具有自动检测功 能,可判断电机启动状态，保证电机正常启动，实时监 管电机运行过程中电压和电流的波动情况，当发现异 常后,及时进行调整,维护电机稳定、安全运行,提升电 机运行效率。
(Harbin Electric Machinery Company Limited, Harbin 150040, China)
基于DSPTMS320F2812和DS18B20的温度测量系统设计
基于DSP TMS320F2812和DS18B20的温度测量系统设计摘要:本文介绍了一种基于TI公司DSP TMS320F2812 的高精度温度测量系统的设计。
该系统采用TMS320F2812为微处理器，配合高精度DS18B20数字温度传感器和外部扩展的模数转换器采集温度数据，并经过滤波算法处理控制输出，能够得到比较精确的温度值。
主要介绍了系统的结构、工作原理、软硬件的设计，并对系统设计的特点进行了详细的说明。
关键词: TMS320F2812；DS18B20；温度测量；模数转换1 概述温度在航空、航天领域中是个重要的物理量，由于温度变化对设备可能产生影响，包括降低系统的成像质量，影响分辨率，因此，在这些系统中对温度的实时采集测量十分重要。
以传统的单片机为核心的温度测量控制系统，由于受到处理器自身硬件资源和速度的限制，硬件电路设计复杂，数据实时处理能力差，温度测量时间长。
而随着计算机技术尤其是招超大规模集成电路技术的发展，具有更强处理能力的DSP芯片，以其运算速度快、实时性强、功耗低、抗干扰能力强等特点，越来越多地被应用。
采用了DS18B20数字温度传感器、外部扩展ADC模数转换器，使用内部集成外设功能的DSP TMS320F2812 微处理器作为整个系统的核心控制单元，简化了硬件电路设计；在温度采集控制软件上采用“通道滤波”温度采集控制算法，使得温度采集具有速度快、精度高的特点。
2 系统方案设计温度测量系统设计以DSP TMS320F2812为中央处理器为核心，采用DS18B20型号数字温度传感器为温度传感器，使用AD7892型号的ADC模数转换器进行A/D 转换，并将采集结果代入温度曲线方程计算出当前温度值，并且将温度值通过通信系统发送到上位机。
高精度温度测量控制系统由两大部分组成，第1部分为以DSP TMS320F2812为核心处理器的数据采集及处理部分，主要由产品温度环境、温度传感器、ADC模数转换器、DSP TMS320F2812、电源构成；第2部分由温度采集处理软件构成，完成对DSP采集到的数据进行分析、处理等任务。
基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计共3篇
基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计共3篇基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计1基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计随着现代电子技术的发展，控制技术逐渐成为重要的研究领域。
永磁同步电机作为一种高效、稳定的电机，已经得到广泛应用。
而矢量控制技术，则可实现对永磁同步电机的精确控制，提高其效率和稳定性。
本文，我们将介绍基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究和设计。
从系统架构、控制算法、硬件设计以及实验测试等方面，详细探究其原理和实现方法。
一、系统架构永磁同步电机矢量控制系统主要由两部分组成：控制器和电机。
其中，控制器采用DSP作为核心，运行矢量控制算法，将电机转速、位置等信息输入进行控制。
电机由永磁同步电机、驱动器和传感器组成。
二、矢量控制算法矢量控制算法主要包括两种：基于空间矢量分解的矢量控制和基于旋转矢量的矢量控制。
其中，基于空间矢量分解的矢量控制是通过将电机的空间矢量分解为定子和转子磁链矢量，控制其大小和相位差来实现永磁同步电机的转矩和转速控制；基于旋转矢量的矢量控制则是通过构建一个旋转矢量，并控制其与电机运动的相对位置来实现对电机的精确控制。
三、硬件设计在硬件设计方面，我们采用了一种小型化的设计方案，将DSP 与其他电路集成在一起，便于控制和维护。
电机驱动器采用了3相全桥逆变器，可实现对电机的相位和大小控制。
传感器为霍尔传感器，并通过反馈控制将电机转速等信息输入到控制器中。
四、实验测试为了验证所设计的永磁同步电机矢量控制系统的有效性，我们进行了实验测试。
通过转速和转矩测试，得到了电机在加速、减速、负载改变等情况下的运行特性。
实验结果表明，所设计的永磁同步电机矢量控制系统具有较高的控制精度和稳定性。
五、结论综上所述，基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究和设计可实现对永磁同步电机的精确控制，提高其效率和稳定性。
对于电机控制领域的研究和应用具有一定的参考和借鉴价值本文介绍了基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究和设计。