1、基于数字信号处理器 DSP 的电机控制方案设计专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 一、训练任务和目标1、训练任务通过对 PWM 控制直流电机器的原理及构成的分析，设计一个采用数字信号处理器 DSP5000 系列结合 LM298 直流电机驱动器实现对电机的控制器。控制系统的功能为：根据键盘设定的电机转速和方向，自动控制电机的转速和正反转，现实电机转速的跟踪，显示，实现电机的手动控制，点动控制，正反转控制。掌握 DSP 编程技术和调试方法。2、训练目标通过项目的训练，使学生对项目设计有一个系统、全面的认识，养成良好的产品设计习惯，能独立或在教师的指导下，分析实际问题，查阅相关的技术
2、资料，提出设计方案；掌握一些常用电子仪器、设备的使用，能进行电子元器件的分析、选择，能独立设计、装配、调试、检测电路。在此过程中，可以将模电、数电、自动检测技术、电子测量、DSP 原理等课程的知识，有体地结合在一起，加强学科知识的联系，拓宽设计思路，还可以强化对 PROTEL 99、电子材料与元器件、电子装配工艺等实践性课程的训练二、设计原理1.CCS 的概述CCS 集成开发环境是针对 TMS320 系列 DSP 工作于Windows 操作系统下，采用图形接口界面，提供有环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具集成开发环境。它的工作模式有两种：软件仿真器模式和硬件在线编程模式。软件仿真
3、器模式：可以脱离 DSP 芯片，在 PC 机上模拟 DSP 的指令集和工作机制，主要用于前期算法实现和调试。硬件在线编程模式：可以实时运行在 DSP 芯片上，与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序 CCS 的主要构成：C55x 集成代码产生工具以及集成开发环境。C55x 集成代码产生工具：用来对 C 语言、汇编语言或混合语言编程的 DSP 源程序进行编译汇编，并链接成为可执行的DSP 程序，它主要包括汇编器、链接器、C/C+编译器和建库工具等。集成开发环境：集编辑、编译、链接、软件仿真、硬件调试和实时跟踪等功能于一体，主要包括编辑工具、工程管理工具和调试工具等。 CCS 的主要功能：1) 具
4、有集成可视化代码编辑界面，用户可通过其界面直接编写C、汇编、.cmd 文件等2) 含有集成代码生成工具，包括汇编器、优化 C 编译器、链接器等，将代码的编辑、编译、链接和调试等诸多功能集成到一个软件环境中3) 高性能编辑器支持汇编文件的动态语法加亮显示，使用户很容易阅读代码，发现语法错误4) 工程项目管理工具可对用户程序实行项目管理。在生成目标程序和程序库的过程中，建立不同程序的跟踪信息，通过跟踪信息对不同的程序进行分类管理5) 基本调试工具具有装入执行代码、查看寄存器、存储器、反汇编、变量窗口等功能，并支持 C 源代码级调试6) 断点工具，能在调试程序的过程中，完成硬件断点、软件断点和条件断
5、点的设置7) 探测点工具，可用于算法的仿真，数据的实时监视等8) 分析工具，包括模拟器和仿真器分析，可用于模拟和监视硬件的功能、评价代码执行的时钟9) 数据的图形显示工具，可以将运算结果用图形显示,包括显示时域/频域波形、眼图、星座图、图像等，并能进行自动刷新10) 提供 GEL 工具。利用 GEL 扩展语言，用户可以编写自己的控制面板/菜单，设置 GEL 菜单选项，方便直观地修改变量，配置参数等11) 支持多 DSP 的调试12) 支持 RTDX 技术，可在不中断目标系统运行的情况下，实现DSP 与其他应用程序的数据交换13) 提供 DSP/BIOS 工具，增强对代码的实时分析能力 2.LM
6、298 概述L298 是 SGS 公司的产品，比较常见的是 15 脚 Multiwatt 封装的 L298，如图 1，内部同样包含 4 通道逻辑驱动电路。图 1 LM298 封装可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。L298N 可接受标准 TTL 逻辑电平信号 VSS，V SS可接 457 V 电压。4 脚 VS接电源电压，V S电压范围 VIH为2546 V。输出电流可达 25 A，可驱动电感性负载。1 脚和 15 脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298 可驱动 2 个电动机，OUT1，OUT2 和 OUT3，OUT4 之间可分别接电动机，本实验
7、装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。E nA，E nB接控制使能端，控制电机的停转。 图 2.L298 内部原理图IN1I2EAOUT1OUT2OUT3OUT4IN3I4EB6V动 力 电 源图 2 L298 的内部原理图In3，In4 的逻辑图与表 1 相同。由表 1 可知 EnA为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当 EnA为高电平，输入电平为一高一低，电机正或反转。同为低电平电机停止，同为高电平电机刹停。ENA IN1 IN2 电机状态0 X X 停止1 1 0 正转1 0 1 反转1 1 1 刹停1 0 0 停止表 1 L298 的逻辑功
8、能3.5509 简介5509 原理框图、器件布局图分别如图 4、图 5 所示： 图 4 ITECEK-VC5509-A 原理框图图 5 ITECEK-VC5509-A 器件布局图外围控制接口、P4 分别如表 2 和表 3 所示表 2 外围控制接口 P1表 3 外围控制接口 P4三PWM 直流电机控制总体方案设计1. 控制方案系统框图设计实现系统功能的控制系统框图，参考系统结构框图如图 3 所示, 控制系统框图如图 4 所示，模块任务分类流程如图 5 所示。图 3 系统结构框图控制器 直流电机测速传感器给定 n图 4 控制系统框图DSP数字信号处理器LM298直流电机驱动器PWM方向键盘与显示信号调理电路反馈图 5 模块任务分类流程系统功能模块化分初始化模块PWM 模块键盘模块控制模块显示模块文档归类联合测试结束2.控制系统硬件连接原理图电源模块按键控制模块LM298 模块DSP 连接模块心得体会通过本次试验，我学会了 CCS 软件的安装方法，并且使用它进行了 DSP 试验箱的硬件仿真完成了对直流电机的调试，并且基本掌握了该系统的结构、原理以及怎么对已有的系统进行硬件调试、差错处理。参考文献DSP 用户手册LM298 用户手册实验箱用户手册
