DSP 课程设计.docx

基于DSP的交流电机变压变频调速器的设计课程设计（论文）题目：基于DSP的交流电机变压变频调速器的设计 物联网工程 学院 自动化 专业学 号 学生姓名 指导教师 二一三年十一月摘 要本文介绍了一种基于DSP交流电动机VVVF控制系统设计方案，采用SPWM控制策略。本控制系统充分利用了DSP提供的各种功能，设计了结构简单的交流电动机VVVF控制系统，该系统用于驱动IGBT逆变器。本文重点对U/F曲线的选择、SPWM的控制策略，以及软件构成作了重点讨论。关键词：DSP；交流电动机；调速控制；SPWM ABSTRACTThis paper presents a DSP AC motor VVVF control system design based on using SPWM control strategy. The control system makes full use of the DSP offers a variety of functions, the design of a simple structure VVVF AC motor control system, which is used to drive the IGBT inverter. This article focuses on the U / F curve selection, SPWM control strategy, and software constitute the focus of the discussion made.Keywords: DSP; AC motor; speed control; SPWM目录基于DSP的交流电机变压变频调速器的设计3一、绪论3 1.1交流调速的原因41.2器件技术与交流调速系统5二、交流电机控制方法及实现方式82.1控制方案的选择82.2交流电机的调速方式82.3变频调速系统的控制方式824 SPWM波的生成原理92.4.1 SPWM控制的基本原理9三、 系统硬件电路的设计103.1 DSP(TMS320LF2407A)113.2主回路的设计113.2.1主电路开关器件选择123.2.3额定电流的确定123.3逆变器驱动电路的设计133.4检测电路的设计133.5电位器设计14四、系统的软件设计154.1 DSP生成SPWM波形164.1.1控制寄存器设置174.1.2 DSP生成SPWM波的基本设计思想184.2系统软件设计194.2.1系统初始化204.2.2系统初始化流程图21五、总结22六、原理图23七、程序24一、绪论1.1选用交流的原因交流变频调速器（VVVF，简称变频器）是一种应知矢量控制原理，采用模块化结构，集合数字技术，计算机技术和现代自动控制技术于一体的智能型交流电动机调速装置。变频器具有转矩大、精度高、噪声低、功能齐全、运行可靠、操作简单、维修方便、节约能源等特点，广泛应用于工业自动控制和家用电器等行业。交流电动机在工业设备电气传动巾应用十分广泛，据有关资料统计，我国在电网的总负荷中，动力负荷约占60，其中异步电动机负荷约占总负荷的85左右，因此对交流电动机的有效利用，在改善其运行性能、节约能源等方面，交流调速系统大有用武之地，其主要应用可归纳如下。 （一）以节能为目的 工业企业大量使用的风机、水泵、压缩机类负载是用交流电动机拖动的，这类负载的用电量约占工业用电量的50左右，其中有不少场合需要调节流量，但由于过去交流电动机本身不能调速，只得用闸闷、挡板、放空及回流等措施来实现调节风量和供水的流量，造成很大的电能浪费。如果把传统的调节流量装置换成交流调速装置，采用改变电动机转速的方法来实现流量的调节，则可大大节约电能。据统计，改换交流调速装置后每台风机、水泵平均可节电20，节电效果十分明显。 (二)以实现自动化或提高产品质量、提高生产率为目的 工业生产中有许多在工艺上需要调速的生产机械，例如为了提高搬运机械停止位置精度、提高生产线速度控制精度而采用有反馈装置的流量控制来实现自动化；又如生产加工 时，为了实现最佳速度控制及协调生产线内各装置的速度，使其同步、同速以提高产品质 且和加工精度等等。这些生产机械需要高性能的调速装置，过去多采用直流传动。现代交 流调速技术，完全能获得与直流调速系统同样的高动态性能。并且由于交流电动机比直流 电动机结构简单、工作可靠、维修方便、效率高、成本低，因此在此领域内，交流调速可以与直流调速相竞争。 (三)用于特大容量场合以及使设备小型化为目的流电动机的单机容量、最高转速、耐高压等问题部受换向器的限制，一般直流电动 机牵机容量只能达1214Mw最高电压在1000V左右，最高转速只能达3000rmin。交流 电动机单机容景、最高转速和耐高压各项指标远远高于直流电动机，因此在需特大容量或 极高转速传动时，采用交流调速更为适宜。并且由于结构上的原因，在同等容量情况下， 交流电机比直流电机体积小，质量轻，惯性小，能使设备小型化。1.2器件技术与交流调速系统一、电力电子器件20世纪50年代发明了晶闸管，它标志着以固态器件为基础的电力电子学革命的开始，从此，晶闸管的额定容量及其工作频率不断增长，使电力电子器件在调速系统中得到了广泛的应用。70年代后第二代全控型器件迅速发展，如门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应管、绝缘栅双极晶体管等，新一代的电力电子器件又产生了新一代的交流调速装置。20世纪80年代出现的功率集成电路代表了第三代电力电子器件，使电力电子装置向小型化、智能化以及节能化发展。二、发展前景交流调速系统的发展实际上是依赖于微电子学、电力电子技术、计算机控制、现代控制理论和逆变技术的发展以及交流电动机制造技术的发展的。新的控制理论的提出和电力电子器件技术、计算机控制技术的迅速更新是推动交流凋速系统不断进步的动力。交流调速系统的发展前景可概括如下。（1）研制各种新型的开关元件和储能元件以及模块，目前，电力电子器件正在向大功率化、高频化、模块化及智能化发展，这也是今后功率器件主要发展方向。（2）交流调速系统中应用最广也是最含发展前途的是变压变频调速，而要实现变压变频调速就离不开变频技术。在全控型高频率开关器件组成的脉宽调制（PWM）逆变器取代了以普通晶闸管构成的方波形逆变器之后，正弦脉宽调制（SPWM）逆变器及其专用芯片得到了普遍的应用。同时磁通跟踪型PWM逆变器由于控制简单、数字化方便，亦呈现出取代传统SPWM的趋势，虽然随着器件开关频率的提高，并借助于控制模式的优化来消除指定谐波使PWM逆变器的输出波形非常逼近正弦被，但在电网侧，由于电流谐波分量大，总功率因数仍很低，因此消除对电网的谐波污染，并提高功率因数仍是变频技术不可回避的问题。近年来研究出的谐振型逆变器是种新型软开关逆变器，由于应用谐振技术使功率外关在零电压和零电流下进行开关状态转换，使外关损耗儿乎为零，这种逆变器效率高、体积小、质量轻、成本低，是很有发展前景的逆变器。（3）推广微型计算机在交流调速系统巾的应用。数字化技术能实现更复杂的控制，使调速系统的硬件简化、成本降低、精度提高，可靠性更高。数字化已成为交流调速系统控制技术的发展方向。二、交流电机控制方法及实现方式2.1控制方案的选择交-交变频一般只用于低转速、大容量的调速系统，本设计选择交-直-交变频装置。系统选用不可控整流桥来提高功率因数。电流型交-直-交一般只用于要求频繁加减速的大容量电机传动，而且电压型逆变器能使直流电压波形比较平直。因此逆变器设计选用电压型逆变器，采用SPWM逆变技术。2.2交流电机的调速方式根据电机学原理知识，可以得到交流电机的转速公式为： （2.1）由式（2.1）可以看出，交流电机调速方法主要有三大类：其一是在电机中旋转磁场的同步转速恒定时，调节转差率，称为变转差率调速；其二是调节供电电源频率厂，称为变频调速；三是改变电机定子绕组的极对数，称为变极调速。2.3变频调速系统的控制方式电机定子绕组的反电动势是定子绕组切割旋转磁场磁力线的结果，本质上是定子绕组的自感电动势。其三相交流异步电机每相电动势的有效值是： （2.2）气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值；与绕组结构有关的常数；定子频率；定子每相绕组串联匝数；每极气隙磁通量；由上式可见，如果定子每相电动势的有效值不变，改变定子频率时会出现下面两种情况：如果大于电机的额定频率，那么气隙磁通量就会小于额定气隙磁通量。其结果是：尽管电机的铁心没有得到充分利用是一种浪费，但是在机械条件允许的情况下长期使用不会损坏电机。如果小于电机的额定频率，那么气隙磁通量就会大于额定气隙磁通量。其结果是：电机的铁心产生过饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。因此，要实现变频调速，在不损坏电机的条件下，充分利用铁心，发挥电机转矩的能力，应在变频时保持每极磁通量为额定值不变。基频以下调速：由式（2.2）可知，要保持不变，当频率从额定值向下调节时，必须同时降低，使=常数，即采用电动势与频率之比恒定的控制方式。当电动势的值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压，则得=常数。这是恒压频比的控制方式。在恒压频比的条件下改变频率时，我们能证明：机械特性基本上是平行下移的，如图2.1所示，当转矩增大到最大值后，特性曲线就折回来了。如果电动机在不同转速下都具有额定电流，则电机都能在温升允许条件下长期运行，这时转矩基本上随磁通变化，由于在基频以下调速时磁通恒定，所以转矩也恒定。根据电机与拖动原理，在基频以下调速属于“恒转矩调速”的性质。低频时，和都较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不能再忽略。这时，可以人为地把电压抬高一些，以便近似地补偿定子压降。图2.1 基频以下调速时的机械特性基频以上调速：在基频以上调速时，频率可以从往上增高，但电压却不能超过额定电压，最多只能保持。由式（2.2）可知，这将迫使磁通随频率升高而降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。在基频以上变频调速时，由于电压不变，我们不难证明当频率提高时，同步转速随之提高，最大转矩减小，机械特性上移，如2.2所示。由于频率提高而电压不变，气隙磁动势必然减弱，导致转矩减小。由于转速升高了，可以认为输出功率基本不变。所以基频以上变频调速属于弱磁恒功率调速。图2.2 基频以上调速时的机械特性把基频以下和基频以上两种情况结合起来，可得图2.3所示的交流电机变频调速控制特性。图2.3 交流电动机变频调速控制特性2.4SPWM控制的基本原理 在采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。冲量即指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。如果把各输出波形用傅立叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频段略有差异。例如图2.4(a)、(b)、(c)所示的三个窄脉冲形状不同，其中图2.4(a)为矩形脉冲，图2.4(b)为三角形脉冲，图31(c)为正弦半波脉冲，但它们的面积(即冲量)都等于l，那么，当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时，其输出响应基本相同。当窄脉冲变为图2.4(d)的单位脉冲函数6(t)时，环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数。图2.4 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲上述原理可以称之为面积等效原理，它是PWM控制技术的重要理论基础。把图2.5的正弦半波分成N等份，就可以把正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于HN，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波为：图2.5根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的PWM波，而且这种方式在实际应用中更为广泛。图2.6SPWM技术上图中，通常采用等腰三角波作为载波，正弦波作为调制波，当载波与调制信号波相交时，如果在交点时刻控制电路中功率开关器件的通断，就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉冲，若拿正弦波作为调制信号波为时称其为SPWM调制。SPWM法是从电源的角度出发，该如何产生调压调频的三相正弦波电源？SPWM波形的生成方法:等效面积法、自然采样法、规则采样法等等。规则采样法有其特点和优势：偏离自然采样法较小，脉宽的计算方法简单，用计算机实现比较方便，运算量小，实时性好，是人们常用的一种SPWM方法。三、系统硬件电路的设计基于DSP的变频调速系统的设计方案框图如图3.1所示。该设计方案采用TMS320LF2407A为控制核心，同时应用功率开关器件(IRFP450)和驱动芯片(IR2132)。其重要要组成模块有：整流电路、滤波电路、过压保护电路、欠压保护电路、过流保护电路、逆变驱动电路、检测电路（电流检测电路、转速检测电路）和调速电路。3.1 DSP(TMS320LF2407A) TMS320F2407A芯片是Texas Instruments公司生产的16位定点数字信号处理器，是一款电机控制专用芯片，主要特性如下1.采用TMS320C2xx DSP CPU内核，40MIPS的运算速度；2.双访问片内程序数据内存544字节， Flash程序存储器32K字，192K寻址空间(64K字数据空间，64K字程序空间，64K字IO空间)，可编程密码保护；3.两个10位的AD转换模块，共有16路AD输入，最快500ns的转换时间：16个比较器通道：四个定时器，分别有六种模式；4.四个带有死区宽的16位完全比较单元；四个16位的简单比较单元；41个可编程的多功能IO脚以及串行通讯接口模块。” 3.2主回路的设计系统采用的是交直交式变压变频电路，整流部分采用三相桥式不可控整流电路,逆变采用PWM方式，由这六个功率场效应管IRFP450组成逆变电路。其主回路构图如图3.2所示。图3.2 主回路图3.2可以看出，主电路运行时，因为六个开关频率很高的场效应管，电压型三相逆变桥的基本工作方式与单相逆变桥相同，也是导电方式，即每个桥臂的导电角度为，同一相(同一半桥)上下两个臂交替导电，各相开始导电的时间依次相差。这样，在任一瞬间，将有三个桥臂同时导通。可能是上面一个臂，下面两个臂，也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行的，因此，也被称为纵向换流。 用T记为周期，只要注意三相之间互隔T3(T是周期)就可以了，即B相比A相滞后T3，C相又比B相滞后T3。3.2.1主电路开关器件选择IRFZ44N:它是用于开关电源，且具有很低的使用状态阻力。具体参数如下：晶体管极性：N沟道晶体管类型：MOSFET 漏极电流Id最大值：49A 电压Vds最大：55V 功耗：83W 3.2.2额定电压的确定 1.漏极至源极间可能承受的最大电压，即Vds2.在整个工作温度范围内测试电压的变化范围3.需要考虑的其他安全因素：由开关电子设备(如电机或变压器) 诱发的电压瞬变. 由上述条件结合本设计实际供电电压为直流24V,考虑最坏情况下，同桥臂两晶闸管同时导通使电源短路时，两晶闸管承受全部电压，每个晶闸管承受最大电压为12V。加上一定裕量IRFZ44N额定电压能满足要求。3.2.3额定电流的确定流过晶闸管的电流分为两种;连续模式：连续导通模式下，MOSFET处于稳态，此时电流连续通过器件脉冲尖峰：脉冲尖峰是指有大量电涌(尖峰电流) 主电路中采样电阻阻值为0.1，晶闸管内阻0.022，保护电路稳压管电压5V，同桥臂两晶闸管同时导通使电源短路时，两晶闸管承受电压为5V，每个晶闸管承受最大电压为2.5V。流过晶闸管电流约为21A，加上一定裕量IRFZ44N额定电流完全能满足要求。3.2.4开关损耗MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成 MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一 个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压 和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通 损失大得多，而且开关频率越快，损失也越大。 MOSFET开关的总功率： Psw=(Eon+Eoff)开关频率 器件的结温：最大环境温度加上热阻与功率耗散的乘积 结温=最大环境温度+热阻功率耗散,3.3逆变器驱动电路的设计本设计采用国际整流器公司生产的IR2132来作为专业的驱动芯片，只需一个供电电源即可驱动三相桥式逆变电路的6个功率开关器件，来改善IRFP450的结电容比较大且使IRFP450工作在高的开断频率下，必须通过大电流快速的对结电容充放电的缺点，可以使整个驱动电路简单可靠。它自身工作和电源电压的范围较宽(320V)，在它的内部还设计有与被驱动的功率器件所通过的电流成线性关系的电流放大器，电路设计还保证了内部的3个通道的高压侧驱动器和低压侧驱动器可单独使用，亦可只用其内部的3个低压侧驱动器，并且输入信号与TTL及COMS电平兼容。” 图3.3 主回路逆变器驱动电路 IR2132是一种高电压、高速度的功率MOSFET和 IGBT驱动器，工作电压为1020V，分别有三个独立的高端和低端输出通道。逻辑输入与CMOS或LTTL输出兼容，最小可以达到2.5V逻辑电压。外围电路中的参考地运算放大器通过外部的电流检测电位器来提供全桥电路电流的模拟反馈值，如果超出设定或调整的参考电流值，IR2132驱动器的内部电流保护电路就启动关断输出通道，实现电流保护的作用。IR2132驱动器反映高脉冲电流缓冲器的状态，传输延迟和高频放大器相匹配，浮动通道能够用来驱动N沟道功率MOSFET和IGBT，最高电压可达到600V。IR2132芯片可同时控制六个大功率管的导通和关断顺序，通过输出H01，2，3分别控制三相全桥驱动电路的上半桥Q1、Q2、Q5的导通关断，而IR2132的输出LO123分别控制三相全桥驱动电路的下半桥Q4、Q6、Q2的导通关断，从而达到控制电机转速和正反转的目的。IR2132芯片内部有电流比较电路，可以进行电机比较电流的设定。设定值可以作为软件保护电路的参考值，这样可以使电路能够适用于对不同功率的电机的控制。 3.4检测电路的设计 检测电路为了检测的各种信号而设计的，经过转换，变成DSP可以识别的数字信号。检测电路分为以下三块：1.相电流的检测2.电流的检测3.电机转速及位置的检测3.4.1相电流的检测 电流检测就是把三相交流异步电机的三相定子电流转或直流母线电流换成相应的二进制代码，送至DSP处理。因为本课题研究的是三相平衡系统Ua+Ub+Uc=O，因此只要检测其中两路电流，就可以得到三相电流。在实际的系统中采用的CS型号CS005LX，其硬件电路见图3.4。其工作电压为12v15V，输出电压为一4v+4V。由两个Cs模块检测A相和B相的电流，得到电流信号(传感器输出为电压信号)，经过转换电路，变成一17v-17V的电压信号，然后经过偏置电路得到033V的电压信号，最后由TMS320F2407A的AD转换模块把它变成相应的数值，并保存在定义的数值寄存器Ia和Ib中。图3.4 电流检测电流检测电路分为两部分：电流采样（见主电路R106）:采样电阻，阻值低，精密度高，又称为电流检测电阻，电流感测电阻，取样电阻，电流感应电阻。对电流采样则串联一个阻值较小的电阻，对电压采样则并联一个阻值较大的电阻。本设计采用0.1精密电阻做采样电阻，将采样电阻串接在主电路回路内，将主回路电流转换为相应的电压。隔离放大：采用两级放大电路。一级放大电路将及基准电压抬升为1.6V，并起到将1.6V电源与信号隔离的作用；二级放大电路将电流检测信号与1.6V基准电压相加并将电压和放大1.7倍，放大信号经阻容滤波后送给AD转换器。集成运放选用TI公司的OPA2227。OPA2227简介高精度低噪声运放双电源：2.5v18v低噪声：3nV/Hz增益带宽：8MHz压摆率：2.3V/us稳定时间：5us3.5 电位器设计通过滑动变阻器，对电压取值，改变计数器的比较值，从而改变脉冲宽度，进而改变输出电压的幅值，达到对三相交流异步电机转速的控制，由于使用电位器便于操作，简单经济，易于实现。电路图如下所示。图3.5 转速控制电路四、系统的软件设计4.1 DSP生成SPWM波形4.1.1控制寄存器设置控制寄存器是指为产生SPWM波而需要设置的事件管理器（EVA）中的特殊功能寄存器。为了得到期望中的理想波形输出，不但要求有正确的算法，正确地设置控制寄存器同样也是极其关键的。控制寄存器的设置顺序为：a. 设置定时周期寄存器T1PR。b. 设置动作控制寄存器ACTR。c. 设置死区时间控制寄存器DBTCON。d. 初始化CMPRx（x=1、2、3）。e. 设置比较控制寄存器COMCON。f. 设置定时器1控制寄存器T1CON。g. 在每个采样周期重写CMPRx（x=1、2、3）。4.1.2 DSP生成SPWM波的基本设计思想利用TMS320LF2407A生成SPWM波的基本设计思想是利用DSP的事件管理器（EVA）中的3个全比较单元、通用定时器1、死区发生单元以及输出逻辑来生成三相六路SPWM波，经6个复用的I/O引脚输出，EVA内部PWM生成电路框图如图4.1所示。图4.1 PWM生成电路框图 TMS320LF2407A的定时器有4种工作方式，当以如图4.2所示的持续向上/下计数方式工作时，将产生对称的PWM波输。在这种计数方式下，计数器的值由初值开始向上跳增，当到达T1PR值时，开始递减跳变，直至计数器的值为零时又重新向上跳增，如此循环往复。在计数器跳变的工程中，计数器的值都与比较寄存器CMPRx（x=1、2、3）的值作比较，当计数器的值与任一比较寄存器的值相等，则对应的该相方波输出发生电平翻转，如图4.2所示，在一个周期内，输出的方波将发生两次电平翻转。从图4.2还可以看出插入死区时间后波形的变化情况，死区的宽度从012s可调。系统中考虑到所用功率器件的开通和关断时间，设定PWM波的死区时间为1.6s，只要在每个脉冲周期根据在线计算改写比较寄存器CMPR的值，就可实时地改变PWM脉冲的占空比。死区单元的工作原理是：它根据全比较单元输出的PWM信号作为输入，根据其跳变沿来使能装载8位减计数器，8位减计数器的计数值由DBTCON的高8位提供，时钟由CPU输入时钟通过DBTCON的第2、3、4位决定的预定标因子分频后作为计数器时钟，在计数器减计数到0前，比较器输出为低电平封锁与门。由此可以产生PWM信号死区。PWMx(1、3、5)信号的输出根据来决定，ACTR控制高有效时输出，低有效时输出。PWMx（2、4、6）信号的输出根据来决定，ACTR控制高有效时输出，低有效时输出。DSP的死区根据ACTR的高低有效性而改变，高有效时不允许上下管的控制信号同为高电平，低有效时不允许同为低电平。因此DSP死区时间对高、低电平开通均有效。软件产生死区只需将DBTCON的高八位载入一定数值，即可实现。结构图如图4.3所示。图4.2 对称PWM波产生机理图4.3 死区控制寄存器结构图4.2系统软件设计在本系统中，软件编程主要涉及转速计算、电流电压测量、PWM波形实现，包括对程序空间、数据空间、外部I/0空间、外部事件管理模块、A/D转换模块、看门狗等资源的操作。而本系统软件设计主要放在转速PI控制器模块、PWM发生器模块、和转速采样器模块。在控制器中，DSP主要需要完成的任务是根据外部的指令生成PWM波形，并发出驱动信号。另外还要实现保护、显示等功能。本系统的软件由三部分构成： 系统的初始化程序，主要在系统启动之前，把所有的寄存器内部值初始化；系统的主程序。系统主程序是系统控制的核心，它主要包括系统的算法、系统控制的思路、对系统的实时监视和控制。它主要分为系统给定、系统采集、系统算法。中断服务子程序。它主要为故障显示中断服子程序。故障显示中断服务子程序的主要任务就是:当控制系统出现意外或不可控的况时（过电压保护、过电流保护、欠电压保护、IPM故障保护），那么DSP就会发生故障中断，立即关闭逆变电路，并且显示故障信号。便于及时的保护系统，使由于故障而引起的损失减小到最低。4.2.1系统初始化 系统初始化有以下主要部分组成： （1）、主程序：对最小系统、ADC、液晶显示等初始化和延时子程序（2）、系统初始化：包括配置系统控制、状态，关闭看门狗，设置外存储器接口、引脚功能、定时器及中断（3）、按键初始化：包括设置引脚功能、触发边沿，中断使能（4）、ADC初始化：包括设置工作模式、转换时钟、AD转换启动源、最大转换通道数，分配转换通道（5）、12864初始化: 包括延时子程序，数据及命令的并行转为串行，设置显示位置函数，液晶初始化，字符串显示程序4.2.2系统初始化流程图 各部分具体的程序流程图如下： 图4.3 主程序 图4.4 系统初始化 图4.5 ADC初始化程序流程图 图4.6 ADC中断服务程序 图4.7 XINT1中断服务程序 图4.8 T2中断服务程序 图4.9 XINT2中断服务程序 4.3 SPWM程序系统的核心可以说是如何进行变频变压控制，用什么方法实现SPWM等，这些都将会对系统的精度和稳定性产生影响。正如前面章节介绍，系统采用SPWM逆变技术，采用正弦波与三角波进行调制。而SPWM信号主要由软件生成，依靠DSP控制器产生三相互差120度的3对SPWM波来实现对逆变器的开关进行控制。图4.10 系统变频系统控制流程图五、总结在方老师的指导下，我们基本上完成了课题设计所要求的内容。在进行可行性分析、原理设计、硬件电路认识和参数的计算等方面都做了学习研究，充分巩固了上课知识。通过这次的学习，我们充分体会到了DSP设计的魅力，充分理解了DSP的结构、性能、原理等理论知识在实践中的应用，加强了对所学知识的理解和掌握。同时通过这次设计我也认识到理论知识与实践之间有一定的差距，只有通过不断的努力学习和实践才能很好的把理论知识应用于实际当中，也只有通过不断的实践才能加深对理论知识的理解。通过这次设计不仅增强了自己的动脑能力和动手能力，也提高了我思考问题、分析问题和解决问题的能力，更重要的是学会用工程化的思想来解决问题。这在以前的学习过程当中是不曾学到的。同时，通过这次设计我深切体会到严谨、科学认真得分析问题、解决问题的思想和态度是多么重要，只有拥有了科学的态度才能设计出有用产品。另外通过本次设计，使我也认识到自己理论知识和应用能力有很大的欠缺，需要在以后的学习中进一步提高。六、原理图七、程序Func.c:#include f2407_c.h #include math.h#includevar.hunsigned int period;unsigned int duty;unsigned int index_pwm=0;unsigned int a,b,c,aaa=0;/* 常量定义 */#define PI 3.1415926extern float sin_table99;unsigned int adc_res=500;unsigned int I_resultI_LOOP/I_DIV;/*无符号诠释Speed_result2048;*/unsigned int i=0;float fv_cn = 0;/*unsigned int T4_NUM0=0;unsigned int T4_NUM1=0;*/* MAIN ROUTINE */void ini(void)/* 配置系统的控制和状态寄存器*/ *SCSR1 = 0x00FD; *SCSR2 = (*SCSR2 | 0x000B) & 0x000F;/* 禁用看门狗定时器 */ *WDCR = 0x00E8;/* 设置外部存储器接口LF2407 EVM*/ WSGR = 0x0040;/* 设置共享I / O引脚*/ *MCRA = 0x0fc0; /* group A pins */ *MCRB = 0xFE00; /* group B pins */ *MCRC = 0x0000; /* group C pins */* 作为输出配置IOPF5管脚*/ *PFDATDIR = *PFDATDIR | 0x2000;/* 设置定时器1和2，和PWM配置 */ *T1CON = 0x0000; /* 禁用定时器1*/ *T2CON = 0x0000; /* 禁用定时器2 */ *GPTCONA = 0x0080; /* 配置GPTCONA */* 定时器1：配置PWM1引脚上的PWM时钟 */* 对称PWM，20kHz的载波频率，占空比为25*/ *T1CNT = 0x0000; /* clear timer counter */ *T1PR = pwm_half_per; /* set timer period */ *DBTCONA = 0x0000; /* 死区单位关闭*/ *ACTRA = 0x0666; /* PWM1 pin set active high */ *COMCONA = 0x8200; /* 配置COMCON寄存器*/ *T1CON = 0x0840; /* 配置T1CON寄存器*/* 定时器2：配置生成一个250ms的定期中断 */ *T2CNT = 0x0000; /* clear timer counter */ *T2PR = timer2_per; /* set timer period */ *T2CON = 0xD740; /* configure T2CON register */fv_cn = (312500.0/(num_f_d*U_DC*F_V_radio);/* 设置核心中断*/ *IMR = 0x0000; /* clear the IMR register */ *IFR = 0x003F; /* 清除任何未决的核心中断 */ *IMR = 0x0004; /* 启用所需的核心中断（IN1，IN3）*/* 设置事件管理器中断 */ *EVAIFRA = 0xFFFF; /* 清除所有EVA A组中断 */ *EVAIFRB = 0xFFFF; /* 清除所有EVA B组中断 */ *EVAIFRC = 0xFFFF; /* 清除所有EVA C组中断 */ *EVAIMRA = 0x0000; /* 启用所需的EVA A组中断 */ *EVAIMRB = 0x0001; /* 启用所需的EVA B组中断启用TIME2*/ *EVAIMRC = 0x0000; /* 启用所需的EVA中断C组 */ *EVBIFRA = 0xFFFF; /* clear all EVB group A interrupts */ *EVBIFRB = 0xFFFF; /* clear all EVB group B interrupts */ *EVBIFRC = 0xFFFF; /* clear all EVB group C interrupts */ *EVBIMRA = 0x0000; /* enable desired EVB group A interrupts */ *EVBIMRB = 0x0000; /* enable desired EVB group B interrupts */ *EVBIMRC = 0x0000; /* enable desired EVB group C interrupts */void init_adc(void)*ADCTRL1=0x00;*ADCTRL2=0x0504;*MAX_CONV=0x07;*CHSELSEQ1=0x3210;*CHSELSEQ2=0x7654; void adc_soc(void)*T4CON=*T4CON|0x40;void interrupt adcint(void)asm(clrc SXM);/*T4_NUM1 = *T4CNT;Speed_resulti = T4_NUM1 - T4_NUM0;T4_NUM0 = T4_NUM1;*/if(!(i%I_DIV)adc_res=*RESULT56; I_resulti/I_DIV=*RESULT06;if(adc_res0x3fe)adc_res=0x3fe;if(adc_res1)b_time=1;i+;if(i=I_LOOP)i = 0;asm( CLRC INTM);/* 中断服务程