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基础篇2

第1章 电机控制DSP简介2

1.1 DSP芯片的主要特点2

1.2常用电机控制芯片4

1.3 TI公司DSP介绍4

1.3.1 C2000电机控制DSP的分类5

1.3.2 F2833x系列的特点6

1.3.3 F2833x系列的引脚说明8

第2章 F2833x DSP的内核22

2.1整体架构22

2.1.1 CPU介绍22

2.1.2总线结构24

2.1.3流水线机制25

2.1.4 FPU流水线25

2.2存储器26

2.2.1存储器映射27

2.2.2代码安全模块27

2.3主要外设29

2.4快速中断响应机制30

2.5F2833x兼容模式31

第3章 软件开发平台与编程方法32

3.1 TI COFF格式详解32

3.2 CCS编程环境快速入门33

3.3 CCS常用的编译选项40

3.4.cmd文件使用详解42

3.4.1.cmd文件的含义42

3.4.2 .cmd文件的配置44

3.5外设寄存器的头文件与初始化46

3.6数值的处理50

3.6.1二进制下2的补码50

3.6.2 F2833x的符号扩展模式51

3.6.3二进制乘法52

3.6.4二进制小数53

3.6.5定点编程与浮点编程54

3.6.6 IEEE-754单精度浮点55

3.6.7调用TI的实时浮点库56

第4章 F2833x系统时钟与中断控制58

4.1片上振荡器与锁相环模块58

4.1.1 PLL功能配置58

4.1.2时钟信号监视电路59

4.1.3相关寄存器60

4.1.4 PLL配置注意事项62

4.2外设时钟信号63

4.2.1相关寄存器64

4.2.2 XCLKOUT信号68

4.3低功耗模式69

4.4看门狗模块71

4.4.1工作原理71

4.4.2相关寄存器73

4.5 CPU定时器0/1/275

4.5.1工作原理75

4.5.2相关寄存器76

4.6寄存器EALLOW保护80

4.7外设中断扩展模块PIE84

4.7.1 PIE模块概述85

4.7.2中断向量列表的映射地址87

4.7.3中断源88

4.7.4中断向量列表92

4.7.5 PIE模块相关寄存器97

4.7.6 CPU中断控制相关寄存器100

4.7.7外部中断控制寄存器101

4.7.8应用实例103

第5章 通用输入／输出端口（GPIO）106

5.1 GPIO概述106

5.1.1 GPIO工作模式107

5.1.2数字I/O工作模式下的控制107

5.1.3输入限定功能110

5.2相关寄存器112

5.2.1功能选择寄存器112

5.2.2其他相关寄存器115

5.3应用实例125

5.3.1 GPIO配置步骤125

5.3.2软件设计126

第6章 模／数转换模块ADC128

6.1 ADC概述128

6.2转换序列发生器工作原理129

6.3不间断自动定序模式134

6.3.1启动／停止模式135

6.3.2 ADC中断控制136

6.4转换时钟136

6.5 ADC基本电气特性137

6.5.1低功耗模式137

6.5.2上电时配置顺序138

6.5.3片内／片外参考电压选择138

6.6 ADC高级功能139

6.6.1输入校正功能139

6.6.2序列发生器覆盖功能139

6.6.3 DMA接口139

6.7相关寄存器139

6.7.1控制寄存器141

6.7.2输入通道选择寄存器145

6.7.3其他相关寄存器146

6.8应用实例149

第7章 增强型脉宽调制（ePWM）模块152

7.1 ePWM概述152

7.2 ePWM各子模块介绍157

7.2.1时间基准子模块（TB）158

7.2.2比较功能子模块（CC）165

7.2.3动作限定子模块（AQ）168

7.2.4死区产生子模块（DB）179

7.2.5斩波控制子模块（PC）182

7.2.6故障捕获子模块（TZ）184

7.2.7事件触发子模块（ET）188

7.3相关寄存器192

7.3.1时间基准子模块寄存器193

7.3.2比较功能子模块寄存器196

7.3.3动作限定子模块寄存器199

7.3.4死区产生子模块寄存器201

7.3.5斩波控制子模块寄存器203

7.3.6故障捕获子模块寄存器203

7.3.7事件触发子模块寄存器207

7.4应用实例210

7.4.1 Buck电路的控制211

7.4.2半H桥逆变器（HHB）的控制215

7.4.3三相逆变器的控制217

第8章 增强型正交编码脉冲（eQEP）模块220

8.1概述220

8.1.1常用编码器结构220

8.1.2转速测量方法221

8.1.3 eQEP模块整体结构222

8.2正交解码单元223

8.2.1位置计数器的输入模式223

8.2.2 eQEP输入极性选择226

8.2.3位置比较同步输出功能226

8.3位置计数器及控制单元226

8.3.1位置计数器的运行模式226

8.3.2位置计数器的锁存229

8.3.3位置计数器的初始化229

8.3.4 eQEP位置比较单元231

8.4边沿捕获单元232

8.5 eQEP看门狗电路235

8.6中断结构235

8.7相关寄存器236

8.8应用实例249

第9章 增强型捕获（eCAP）模块256

9.1概述256

9.1.1 eCAP模块简介256

9.1.2 eCAP工作模式257

9.2捕获工作模式258

9.2.1事件预分频259

9.2.2边沿极性选择与量化259

9.2.3连续／单次捕获控制259

9.2.4 32位计数器及相位控制260

9.2.5 CAP1～CAP4寄存器260

9.2.6中断控制261

9.3 APWM工作模式262

9.4相关寄存器263

9.5应用实例271

9.5.1捕获模式下绝对时间的获取272

9.5.2捕获模式下差分时间的获取275

9.5.3 APWM模式下的应用278

第10章 串行通信接口（SCI）模块279

10.1概述279

10.2 SCI模块结构及功能介绍280

10.2.1 SCI功能概述280

10.2.2 SCI多处理器通信282

10.2.3空闲线多处理器模式283

10.2.4地址位多处理器模式285

10.2.5 SCI通信格式285

10.2.6 SCI的中断287

10.2.7 SCI波特率计算288

10.2.8 SCI增强功能288

10.3相关寄存器291

10.4应用实例300

第11章 串行外设接口（SPI）模块307

11.1概述307

11.2 SPI模块工作方式介绍309

11.2.1工作方式概述309

11.2.2 SPI模块主控制器与从控制器工作模式310

11.3 SPI中断及其他相关配置311

11.3.1 SPI中断311

11.3.2数据格式312

11.3.3波特率及时钟方案313

11.3.4复位后的初始化315

11.3.5数据传送实例315

11.4 SPI FIFO功能介绍316

11.5相关寄存器318

11.6应用实例328

第12章 直接存储器访问（DMA）模块331

12.1概述331

12.2 DMA结构332

12.2.1 DMA模块结构332

12.2.2外设中断事件触发源332

12.2.3 DMA总线334

12.3流水线时序及流量334

12.4 CPU仲裁335

12.4.1外部存储区XINTF的仲裁335

12.4.2其他区域的仲裁336

12.5通道优先级336

12.5.1循环优先级方案336

12.5.2 CH1高优先级方案337

12.6地址指针及发送控制337

12.7 ADC同步特性341

12.8溢出检测特性342

12.9相关寄存器342

12.10应用实例353

第13章 外部接口（XINTF）模块358

13.1概述358

13.1.1与281x XINTF接口的区别359

13.1.2与2834x XINTF接口的区别361

13.1.3 XINTF区域的访问361

13.1.4 XINTF的“读访问紧跟写访问”的保护361

13.2 XINTF功能配置简介362

13.2.1 XINTF配置顺序362

13.2.2时钟信号363

13.2.3写缓冲器363

13.2.4区域访问的建立时间、有效时间及跟踪时间364

13.2.5区域的XREADY采样364

13.2.6数据总线宽度及连接方式365

13.3建立时间、有效时间及跟踪时间的具体配置366

13.4 XBANK区域切换370

13.5 XINTF的DMA读／写访问371

13.6相关寄存器372

13.7读／写时序图378

应用篇382

第14章 自己动手打造最小系统板382

14.1 Boot引导方式选择382

14.1.1 Boot介绍382

14.1.2引导方式的选择382

14.2硬件系统设计384

14.2.1电源电路设计384

14.2.2复位电路设计392

14.2.3时钟电路设计393

14.2.4 JTAG接口电路设计395

14.2.5 GPIO电平转换及驱动电路设计396

14.2.6 A/ D输入前端处理电路设计397

14.2.7 XINTF接口与FPGA的通信设计398

14.3 PCB布局布线及EMI抑制措施400

14.3.1 PCB设计原则401

14.3.2 EMI抑制措施401

14.3.3硬件调试方法403

第15章 交流调速中常用算法及其DSP实现404

15.1交流电动机变频调速原理404

15.1.1变压变频调速基本原理404

15.1.2变压变频调速中的脉宽调制（PWM）技术406

15.1.3交流电机矢量控制系统408

15.2坐标变换原理及实现409

15.2.1坐标变换时的功率不变原则409

15.2.2 Clarke变换原理及实现410

15.2.3 Park变换原理及实现414

15.3电压空间矢量PWM技术的实现417

15.3.1 SVPWM技术基本原理417

15.3.2基于DSP的实现423

15.4数字PID调节器的实现426

15.4.1 PID调节器的离散化426

15.4.2基于DSP的实现428

第16章 永磁同步电机矢量控制系统的DSP解决方案431

16.1永磁同步电机简介431

16.2永磁同步电机数学模型432

16.3永磁同步电机矢量控制系统433

16.3.1 isd=0控制策略434

16.3.2控制系统结构434

16.4基于DSP的实现435

16.4.1程序整体结构设计435

16.4.2 ADC模块配置436

16.4.3 eQEP模块配置441

16.4.4 ePWM模块配置441

16.4.5 PMSM转子磁极定向矢量控制系统源程序446

第17章 异步电机矢量控制系统的DSP解决方案455

17.1异步电机简介455

17.2异步电机数学模型456

17.2.1两相同步旋转坐标系上的数学模型456

17.2.2按转子磁链定向的两相同步选择坐标系457

17.3异步电机矢量控制系统458

17.3.1转子磁链定向矢量控制系统结构458

17.3.2磁链观测器459

17.4基于DSP的实现460

17.4.1程序整体结构设计460

17.4.2异步电机转子磁链定向矢量控制系统源程序461

参考文献470