DSP 课程设计 交通灯的控制与实现

DSP 课程设计 交通灯的控制与实现（8篇）

1.DSP 课程设计 交通灯的控制与实现 篇一

目录

一、课程设计时间(1

二、课程设计题目(1

三、设计任务、要求及器件(1

四、课程设计的电路及工作原理(2

五、设计中出现的问题(8

六、心得体会(8

一、课程设计时间:5月25 日、5月27日、6月1日、6月3日

二、课程设计题目:交通灯控制电路的设计与仿真

三、设计任务、要求及器件

1、设计任务与要求

1、能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态,用两组红、黄、绿三色灯来表示两个方向上的交通灯;

2、能实现正常的倒计时功能,用两组数码管作为东西和南北方向的到计时显示,并且对红、绿灯的时间可调,在每次由绿灯变成红灯或相反的过度转换过程中,要亮黄灯2秒作为过渡;

3、能实现由手动控制红、绿的状态,即达到能手动切换交通灯的特殊状态的功能;

2、用的器件及芯片,见表一 数码管脉冲源

逻辑与门 逻辑或门 灯 逻辑或门 电平开关 开关

四、课程设计的电路及工作原理

交通灯控制电路主要由循环部分电路、减数器和显示(数码管等部分组成。用到的信号是时钟信号,脉冲发生器是提供给该系统中减数器的标准时钟信号源,循环电路部分是系统的主要部分,由它控制定红、黄绿、灯的往复工作,减数器与数码管组成不同进制与时间显示。即74194输出用于点亮红、黄、绿灯和控制灯点亮同时进行的倒计数,倒计数及灯点亮时间的设置可由74190完成,手动脉冲和74190的进位输出脉冲又可用于去激励74194进位输出,如此往复形成红绿灯的循环点亮控制。

1、往复循环电路及原理

在设计中用到起移位作用的芯片是双向移位寄存器74LS190,用此芯片来控制灯的移动,可搭建出单循环和往复循环两种结构电路。

双向移位寄存器74194 为4 位双向移位寄存器,其主要电特性的典型值如下: 当清除端(CLEAR为低电平时,输出端(QA-QD均为低电平。当工作方式控制端(S0、S1均为高电平时,在时钟(CLOCK上升沿作用下,并行数据(A-D被送入相应的输出端QA-QD。此时串行数据(DSR、DSL被禁止。当S0 为高电平、S1 为低电平时,在CLOCK上升沿作用下进行右移操作,数据由DSR送入。当S0 为低电平、S1

为高电平时,在CLOCK上升沿作用下进行操作,数据由DSR送入。当S0 和S1 均为低电平时, CLOCK 被禁止。对于54(74194,只有当CLOCK 为高电平时S0 和S1 才可改变。

引出端符号: CLOCK 时钟输入端CLEAR 清除端(低电平有效 A-D 并行数据输入端DSL 左移串行数据输入端 DSR 右移串行数据输入端S0、S1 工作方式控制端 QA-QD 输出端

在设计中用的是往复循环连接方式: 往复循环计数电路的设计采用的是同步方式,使用D触发器控制74LS194的左右移位, 设计电路图如下,图一所示:

图

一、红绿灯的交替电路(往复循环

为达到往复循环计数电路的设计,需满足下列表格的要求,见表二:

D 触发器 Q →1S Q →0S ,这样做到触发器“0”态194右移。

74194与D 触发器的D R 端连接置零信号,作启动作用。L S 做接地处理,以便在左行移

位时给低位补零。

考虑无关项的情况下,利用卡诺图化简可得如下结果: R S =A B Q Q =A B Q Q D =B Q Q +C Q

2、减数器电路及原理

另外用到的芯片是74LS194,此芯片具有计数功能,而在交通灯中是利用它的减数功能,单片的194是十进制,若要达到十进制以上的要求,则需将两块芯片组合在一起运用。将两片组合在一起能实现一百进制的计数。

74190为可预置的十进制同步加/减计数器,当置入控制端LD 为低电平,不管信号CP 的状态如何,输出端~A D Q Q 即可预置成与输入端A~D 相一致的状态。引出端符号: ~A D Q Q 并行数据输出端 CTEN 使能端 A~D 数据输入端 LD 置数端

CLK 信号输入端 RCO 进位信号输出端

图

二、减数器

电路中的左边这片是高位,右边是低位,将低位的RCO输出的信号送到高位的CLK 端,用来给高位信号,来完成高位的自动减数,同时将高位的数据输出端QD用个逻辑非门送回到高、低位的LD置数端以达到自动减数的作用。

此电路可做到控制输入不同进制,完成的是对十位的不同控制,从而达到所需的不同计时要求,达到的是整十进制的转换,通过开关来完成不同进制的转换,可在十到七十的不同控制。例如,在D关闭下完成的十进制,在S关闭下完成的是二十进制,S和D同时关闭时完成的是三十进制,在A关闭下是完成四十进制,等进制的控制,达到A、S和D同时关闭的状态下达到最高七十进制的转换。

3、红绿灯的控制结构电路及原理

交通灯控制电路主要由以下几部分构成,绿灯、红灯和黄灯计时及预初值电路、红绿灯交替往复电路等构成。最终组合的电路要求控制的是十字路口上的红绿

灯,两片74190组合的减数器对一个路口的交通灯中的绿灯进行计数,另一组减数器对红灯进行计数,单独一片74190对黄灯计数,另外路口的交通灯接在这路口上,将红灯接绿灯,绿灯接红灯,黄灯接黄灯。

当出现紧急情况一类问题是,我们需要能手动来控制交通灯的亮/熄,未达到此要求在电路中设计有一手动开关K,需要将交通灯设置在什么颜色上的位置,只需手动控制开关就能完成。此手动开关由字母K控制,当K开启之后,减数器从往复循环的灯状态得到的信号被截断,交通灯就处于此位置一直不变,到K闭合之后往复循环中的灯的状态信号才能给到减数器中,从而减数器又开始工作。

在电路中还使用了电平开关,起到的作用是将信号灯亮/熄状态的返回到减数器的,以控制190的工作,当灯亮时电平开关两端有电压,开关闭合,线路处于导通,减数器接收到信号,开始工作,当灯熄灭时,电平开关两端没电压,开关开启,线路截止,减数器没有信号输入,停止工作,减数器处于开始预置数上,到下一个灯亮起之后减数器做相同的状态变换。

状态控制器是系统的核心部分,在红绿灯的控制结构电路图中,从74194的红灯接到电平开关在接回74190的LOAD`端,即将红灯的信号传给190以控制其工作,将信号送回到190 驱动它工作;将高位和低位的RCO出来的信号送到194的CLK端来推动194及D触发器的工作,如此循环下去,通过开关来控制进制的转换;对于这路口的红灯用同样的方法接在另外一组减数器上。对黄灯只需一片190就能完成它的进制要求,接法和两片类似。状态控制器决定交通灯处于哪一个运行状态。从而使相应的交通灯点亮,并决定下一个状态的预置电路该预置的绿灯和黄灯的预置值。状态控制电路是由寄存器74LS194来实现的。首先进行置数。将1(高电平送给高位的Q,使绿灯1(亮、黄灯0(熄、绿灯0(熄,在当前状态计时结束后,计数器置入下一个状态计数值并开始计数,如此循环往复。红灯

1、黄灯0、绿灯0,红灯0、黄灯

1、绿灯0,红灯0、黄灯0、绿灯1,两路口连接在一起的红灯和绿灯显示时间同步,其他单元在状态控制电路的状态控制下有序的完成计时和计数转换。

假定当前状态如红灯亮时,结果分析如下:将红灯的输入端接到计数器,对红灯的亮灯

时间进行计数,然后显示输出。红灯熄灭时,数码管LED灭;红灯亮时,计时器开始倒计时,计时器可以通过开关进行不同进制的转换,此时,另一路口的绿灯和现在的这红灯同步。当计时递减到0时,状态控制器进入下一个状态,控制黄灯亮起;黄灯熄灭之后到绿灯亮起,和刚才的红灯一样的效果,但是进制可以调整成不一样;当红灯亮时,计数器、显示器执行上述的功能,如此周而复始,完成交通灯的显示过程。

五、设计中出现的问题

在设计过程中出现的了较多的问题,但是在慢慢的查阅资料及和同学一起讨论之后把各个问题顺利解决。例如设计过程中,在开始之前没好好看书及去查资料,导致思路不清晰,以及74190芯片的功能不少很清楚,导致不能顺利将减数器接通。知道用那个型号的芯片之后得了解器具体功能才能开始连接电路,不同的芯片可以用来实现不同的功能,因此要在了解各芯片的具体功能之后才开始实施设计要求。

在设计交通灯的减数器时,将计数器74LS190的低位的RCO没接到高位的CLK,结果导致高位的数码管不显示,经过检查之后,解决了这一问题。接下来是减数器不能自动计数,检查后结果发现是没将高位的输出信号返回给190的LOAD,将其用逻辑非门接回给芯片后,减数器就顺利工作。对于进制的转换接触的电路没问题。

在将往复循环电路与减计数构建在一起时出现的问题较多,开始是交通灯无法顺利进行往复,发现原因是190输出的信号到194之间的线路出问题,逻辑门使用的不合理导致结果出错,这是没能详细计算出现的错误,经过进一步的查看及计算,最后顺利完成设计。

六、心得体会

开始拿到设计题目,感到很难入手,花了较长时间来理清楚思路。接下来的具体电路设计才是难点所在,所需用到的芯片其功能得去查阅,才能将的电路图接好。通过此次的设计,我发现遇到问题不能死钻,应该和老师同学主动交流,将问题解决的方法不是只有自己弄出来的才算是自己的,和他人共同将问题解决而自己把原理弄清楚,也是学习的进步;不放弃,也应该是我们要做的,在最困难的时候更应该坚持下去,想办法将问题顺利解决才是我们应该去做的。将开头做的好点的话,后面的工作要稍微轻松一点,最终的结果也才会是一个不错的结果。

做完设计之后发现学了一个学期的课程,在这次课程设计时,暴露出了很多自己不懂得知识,自己掌握的知识那么有限,在实际运用中更加无法将知识合理运用进去。平时我们都只是学习原理知识,对实践进行的很少。加上许多知识学了就忘,很难将知识连成一线加以利用。所以,实践是对我们帮助和提高的最佳方式,虽然实践时出现的问题让人郁闷,但这是提高的前提,需要通过实践来历练我们,检测我们的知识。实践环节对各方面都有提高,拓展我们多方面的思维。

2.DSP 课程设计 交通灯的控制与实现 篇二

1 目前水力发电现状

从我国的地域资源来看, 河流众多的情况为水利发电带来了巨大的潜力, 尤其是小型水利发电。但目前小型水电站综合自动化程度并不高。在相关技术已经成熟的条件下, 研发高性能、低成本的小水电机组综合自动化系统显得尤为重要。不同结构和功能的水电控制系统已有开发, 如初步研究和探讨了水轮发电机组综合控制器理论设计, 设计了多CPU实现的小水电多功能一体机[4]。其中多CPU的设计条理清楚, 结构明晰, 但这种方案对于小型水电站来说造价偏高, 且多CPU资源不能充分利用。随着DSP技术的高速发展, 集机组保护、励磁控制、调速控制、水机自动化和通信等功能于一体的综合控制器更加完善, 它既降低了小水电站控制装置的成本, 又提高装置的可靠性和控制性能指标, 实用价值极高。

2 控制系统总体设计

2.1 控制系统硬件结构图

系统的工作原理是:TMS320LF2407DSP芯片是系统中的核心控制, 当系统开始运行时, 计算机利用串口通信向TMS320LF2407DSP芯片发送控制指令和参数, DSP通过中断的方式接受控制指令和相关参数, 经芯片内部运算部分运算处理后, 将接受到的控制指令和参数转化为同步电机的执行指令, DSP再根据电机执行指令控制通用输入/输出引脚向步进电机驱动器发出脉冲信号[1]。其中DSP芯片是控制核心, 外围电路可添加显示器等。该芯片自身带有A/D转换器、I/O口以及通信接口, 还带有一般控制器并不具备的故障保护电路、数字测速以及PWM生成功能, 简化了系统的硬件部分配置。

2.2 控制系统软件设计及PID算法

2.2.1 控制系统软件设计

控制器的软件采用C语言编写, 软件主要由主程序、定时器、中断程序及PWM脉冲产生中断程序构成[3]。其中, 系统初始化程序包括设置时钟, 初始化I/O口、A/D口及PWM口。主程序在检测I/O口状态后, 将其值存入寄存器, 当中断来临时, 设置PID参数, 输入采样值, 将采样值与给定值进行比较并计算偏差量, 根据偏差量计算当前时刻控制量, 输出控制值并保持偏差值。

2.2.2 PID算法的数字实现

PID调节算法适用于模拟调节系统, 由于计算机系统只能接收数字量, 因此, 要想在计算机中实现PID调节, 必须把PID算法数字化, 然后才能用计算机实现[2]。

PID算法数字化:

在模拟系统中, PID算法的表达式为, 由于计算机控制用的是采样控制, 所以只能根据采样时刻的偏差来计算控制量。具体来说, 在计算机控制系统中, 必须先对做离散化处理, 然后用差分方程代替连续系统的微分方程, 此时积分项和微分项可用求和及增量式表示:

将式 (1) 和 (2) 代入, 则可得到离散的PID表达式:

式中, T为采样周期, 必须使T足够小, 才能保证系统的精度;E (k) 为第k次采样时的偏差值;E (k-1) 为第k-1次时的偏差值;k为采样序号, k=0、1、2…;P (k) 为第k次采样时调节器的输出。

由于式 (3) 的输出值与阀门开度位置对应, 因此, 式 (3) 为位置型PID的位置控制算式。

根据递推原理, 则k-1次的PID输出表达式:

用式 (3) 减去式 (4) , 可得:

式中, 为积分系数, 为微分系数。

式 (5) 中, 把P (k-1) 移到左边, 可得:

令ΔP (k) =P (k) -P (k-1) , 式中Kp、KI、KD与式 (5) 相同。此式表示输出一个增量为第k次和k-1次的差值, 所以又叫增量型PID控制算式[5]。

3 结束语

电力系统的稳定运行对于国民经济的发展和人民生活水平的提高一直具有重大的意义[6]。本设计研究主要在于让原本独立考虑的励磁系统和调速系统结合起来, 通过DSP芯片把独立的控制结合起来根据机组运行状态, 实现了传统控制装置的协调控制的同时提高控制的运算速度和精确度, 从而生产出满足生产生活的优质电能。与过去采用单片机和CPU来实现控制和运算相比, DSP芯片的运用更具有实用价值。

参考文献

3.DSP 课程设计 交通灯的控制与实现 篇三

【摘 要】从城市轨道交通控制专业的教学实际出发，引入CDIO工程教育理念，分析城市轨道交通控制人才培养目标、培养过程、工学结合和校企合作理念，并分析CDIO模式项目化教学的课程设置思路，设计出适合高职学生的城市轨道交通控制专业课程体系，以及课程体系实施的保障措施。

【关键词】城市轨道交通控制专业 CDIO人才培养 课程体系 保障措施

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）01C-0048-03

随着中国经济的飞速发展和城市化进程的加快，中心城市不断在向周边辐射，轨道交通建设的紧迫性也在增加。中国城市轨道交通进入大发展时期，各地建设城市轨道交通的热情日渐高涨，多个城市兴建城市轨道交通系统，对城市轨道交通控制方面的人才需求大。我院根据企业城市轨道交通急需用人的情况，新增开设城市轨道交通控制专业，且一直致力于城市轨道交通控制专业的人才培养。

高等职业教育的目标是对受教育者施以从事某种职业所必需的知识、技能的训练，其宗旨是培养适应生产、建设、管理、服务第一线的高等应用型、技能型人才，理论和实践相结合是职业教育的本质特征。为了实现这一目标，需要有一个科学、有效的人才培养与教学模式及方法。由于城市轨道交通是新兴行业，在城市轨道交通控制专业的人才培养经验较少，城市轨道交通控制专业方向还没有较统一的课程体系和课程设置方案。城市轨道交通控制所应用的管理理念、列车运行中所采用的新的控制模式、运用的设备与大铁路大有不同。新专业所培养的学生除了需要有大铁路应具备的信号基础知识外，更需要有城市轨道交通管理的理念和维护、维修城市轨道交通设备的理论知识和技能水平，考虑到城市轨道交通控制专业的特殊性，同时考虑到市场对城市轨道交通控制专业人才的需求，系统地思考和分析城市轨道交通控制专业方向的课程体系设置和建设方面的问题具有重要的意义。

一、CDIO工程教育模式

CDIO是美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等教育机构创立的一种工程教育理念和教学应用模式，其核心就是一体化，即融工程科学、工程学科知识和工程实践能力整合为一体的工程教育方法。它把构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement） 和运作 （Operate）作为工程教育的环境。CDIO改革的主要目标是以C-D-I-O的产品或服务从研发到运作的生命周期为载体，使教师与学生以一定角色主动参与融入课程教学和工程实践的情景环境，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO强调做中学、学中做，把多门课程统一地融入到项目实践中，彻底打破传统教学中各自独立的局面。学生要全面掌握学习多门课程之间的联系，综合解决问题。

CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。CDIO模式不仅提出以能力培养为目标的大纲，而且系统地提出了能力培养、实施指导以及实施过程和结果检验的12条标准，是“做中学”和“基于项目教学”的集中概括和抽象表达，具有很强的可操作性。

二、高职城市轨道交通控制专业人才培养理念

（一）人才培养目标

城市轨道交通控制专业培养城市轨道交通通信信号工作岗位职业技术能力和较强的学习能力、适应能力，培养安全意识强、劳动纪律性强、符合从事城市轨道交通行业的信号设备维修养护、技术改造和经营管理、生产管理、技术管理以及工程设计、技术引进、科研开发、试验研究等工作，具有良好的沟通和团队合作能力、具备良好的职业岗位技能、具有健全人格和良好职业道德的高素质技能型人才。

（二）基于CDIO的人才培养过程

CDIO理念下的高职城市轨道交通控制专业人才培养以工程项目为载体，采用理论实践一体化和教学一体化的教学模式。在整个教学过程中，以教师为主导、学生为主体，按照项目分析、知识准备、问题解决、项目搭建和演示以及项目评价反馈的流程组织教学，培养学生的自学能力、团队协作能力、系统开发能力和职业素养。

（三）有机融合工学结合的优势

工学结合以职业为导向，以提高学生就业竞争力为目的，强调学习与工作相结合，理论联系实际，理论是实践的基础，实践是理论的升华。工学结合人才培养模式的功能主要是提高学生的职业素养，提高学生职业素养的工学结合主要是在真实工作环境中的顶岗实习，在真实的工作环境中，学生学会如何对待同事，如何对待领导，如何进行团队合作。为了不影响课程的学习，可以将城市轨道交通控制专业顶岗实习安排在最后一学期，同时要求结合顶岗实习的实际完成毕业设计，只要加强管理，既可以工学结合、顶岗工作，又能结合具体实际完成毕业设计。

（四）深化校企合作

校企合作是城市轨道交通控制专业课程设计最有效的途径。为此，城市轨道交通控制专业的课程设计过程中，需要提高企业参与城市轨道交通控制专业教学的积极性和工学结合的效果，通过多种途径实现校企合作，如企业主动参与课程设计、共同开发课程、校企共同明确课程的教学目标，共同确定课程的典型工作任务、职业能力和学习情境，并参与教学内容的选择和排序、教学方法的探讨及考核标准的制定，共建共享实训基地、共同开展应用研究与技术开发，聘请企业兼职教师指导实际教学等，从而确保城市轨道交通控制专业课程整体设计更好地体现职业性、实践性和开放性。

三、基于CDIO 的高职城市轨道交通控制专业课程体系设计

（一）CDIO模式项目化教学的课程设置思路

项目教学法，是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。在课程体系设计过程中，城市轨道交通控制专业根据CDIO模式进行项目化教学的课程设置，针对不同的课程群选择不同的现场真实系统设备维护项目，并且按照不同的课程内容把现场项目分解为与之对应的教学项目。

课程安排由简入难，根据城市轨道交通控制专业工种划分核心课程，采用项目阶梯式教学，即把所有工种的工作任务作为一个整体的教学项目，每一门课程就可以作为其中的子项目，每个子项目之间又有系统设备的联系，需要相互配合，才能完成城市轨道交通控制系统的功能，所以各门课程又互为其他课程的基础或是延续。整个课程体系以项目为依托，城市轨道交通控制专业课程本身就是一个大城市轨道交通控制系统项目，列控中心信号系统、车辆段信号系统、正线信号系统、车载信号系统，每个工种都是项目的一部分，每门课所教学的维护过程就是整个城市轨道交通控制系统项目的进展过程。学生在学习的过程中，要不断地对学习的每个工种系统的知识进行整合，并深刻理解每个系统之间的联系，形成整体的概念，并完成相应的项目需求，保证整个城市轨道交通控制系统项目的互联互通。

（二）城市轨道交通控制专业的课程体系设计

依据 CDIO能力成熟度等级的特征，高职城市轨道交通控制专业的教学安排分为四个阶段，分别为：职业素养和综合能力培养阶段，课程安排在第一学期，培养学生的职业道德和人文素养；专业基础能力培养阶段，安排在第二、三学期，使学生掌握从事城市轨道交通控制专业工程领域的基础知识；专业能力培养阶段，安排在第三、四学期，学习职业技术基础模块课程，重点结合二级和三级工程项目进行“做中学”，形成自主学习、团队协作系统构建和设备维护的基本工程能力，塑造学生设备维护能力、团队协作能力；专业发展能力培养阶段，安排在第五、六个学期，第五学期学习就业方向课程，引进当前城市轨道交通控制新技术、新方法和新平台，采取师生合作和探究式学习方法，对学生的职业岗位能力进行训练，使学生在进入岗位前就具备较好的实践经验；第六学期让学生参加顶岗实习，实现从学校到公司职场的转变，从而实现工学有机结合。

根据CDIO模式项目化教学课程设计的思路，城市轨道交通控制专业课程体系中培养职业素养和综合能力的课程有：公关礼仪、应用文写作、思想道德修养和法律基础、毛泽东思想概论和邓小平理论及三个代表重要思想概论、军事理论、大学体育、公共英语、计算机文化基础、公益劳动。专业基础能力的课程有：电路分析基础、电子技术基础（模电部分）、电子技术基础（数电部分）、单片机原理与接口技术、计算机通信与网络技术。专业能力课程有：城市轨道交通信号基础设备、城市轨道交通车辆段信号设备与维护、城市轨道交通正线信号设备与维护、城市轨道交通车载信号设备与维护、城市轨道交通列控中心信号设备与维护、城市轨道交通电源设备与维护、信号设计与施工。专业发展能力的课程有：智能交通系统、传感器与检测技术、城市轨道交通环境与设备监控系统、信号新技术、城市轨道交通传输线路。城市轨道交通控制课程体系结构框图如图1所示。

图1 教学体系结构框图

四、基于CDIO 的高职城市轨道交通控制专业课程体系实施保障措施

（一）实训基地建设

对高职院校来说，实验、实训基地建设是CDIO模式课程体系建设的保障。为了培养学生的专业实践能力，需要建立一批联办、协作的相对稳定的校内校外实习基地，对已有的校外实习基地进行深层次的合作。通过校内外实验实训基地建设，对学生进行阶梯式项目教学，使得学生在学习过程中就能获得丰富的项目经验，开展产教结合、产学研结合活动，把实验、实训与生产、经营、培训、技术开发结合起来，充分发挥它的社会效益和经济效益。

（二）师资队伍建设

由于CDIO模式基于项目化教学方式，各门课程紧密相连，形成了城市轨道交通控制系统课程的整体，为了使各门课程很好地联系，需要组建教学团队，教师间对所教学的内容要熟练掌握，对其它课程也要了解。因此，各任课教师可以采用集体备课、共同探讨、交互授课的方式。在项目化教学中应以学生为主体，课内课外一体化，培养学生自学能力和创新能力，备课过程中要把抽象的内容放到具体的实践项目中，激发学生学习兴趣，授课过程中要改进教学方法和教学手段，充分利用多媒体技术，教师间应互相听课、互相切磋、互相评议，提高授课效果，了解整个专业课程的横向联系和学生的学习状况，共同推进整个专业项目。教学团队应在假期多外出学习、锻炼，提升教学团队的素质和能力，把现场的新技术、新理念带进课堂，丰富教学内容，提高教学效果。教学团队教师应主动参与企业的科研项目和技术攻关，引进企业项目，加强校企合作。

（三）教材建设

加强教材配套建设是CDIO模式课程体系建设的一种强有力的保障，针对城市轨道交通控制专业高职学生的特点进行教材建设是十分必要的，因此需要编写项目化教学的教材。进行教材设计的主导思想是：首先，树立素质教育观念，以培养学生素质为宗旨；其次，从教学内容、教学难度和课后训练都依托项目为背景，更多地重视实践和实训；再次，坚持一切从实际出发，既考虑到高职学生的实际接受能力以及他们的特点，同时也考虑城市轨道交通控制专业的特点以及社会对城市轨道交通控制人才的需求。

随着城市轨道交通控制专业建设的不断成熟和发展，特别是师资队伍水平的提高、实验实训基地建设和教材建设的完善，基于CDIO模式的城市轨道控制专业课程体系一定能够发挥重要的作用，大大提高城市轨道交通控制专业的教学质量，培养更多优秀人才为我国的城市轨道交通事业服务，同时为促进CDIO教育模式的改革、创新和现代职教体系的建设提供借鉴。

【参考文献】

[1]薛健飞，袁志华，谢旭东.基于CDIO的高职创新人才培养模式探析[J].职教论坛，2011（5）

[2]查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学，2008（5）

[3]康全礼，陆小华，熊光晶.CDIO大纲与工程创新型人才培养[J].高等教育研究学报，2008（4）

[4]陈丽婷.CDIO工程教育模式在职业教育课程体系中的应用[J].职教论坛，2010（8）

[5]陈解放.基于中国国情的工学结合人才培养模式实施路径选择[J].中国高教研究，2007（7）

[6]侯晓音.浅谈城市轨道交通控制专业人才培养方案的课程项目化设计[J].群文天地，2012（9）

[7]张志刚，项莉萍，曹维祥. 基于CDIO的高职软件技术专业课程体系构建[J].计算机教育，2012（20）

[8]米秀杰.高职城市轨道交通控制专业建设的探索与实践[J].大家，2011（6）

【基金项目】2013年度广西高校科学技术研究项目（2013YB358）

4.DSP 课程设计 交通灯的控制与实现 篇四

简易交通灯控制逻辑电路设计

专业班级:09自动化一班

时间:2011.12.12-2011.12.19

姓名:

指导教师: :郭计云

大同大学电气工程系

目录

一、课程题目……………………………………………….2

二、设计要求……………………………………………….2

三、系统框图及说明………………………………………..2

四、单元电路设计…………………………………………..4

五、仿真过程与效果分析

………………………………….12

六、体会总结……………………………………………….13

七、参考文献………………………………………………13

《一》课程设计题目：

交通灯控制电路设计

《二》设计要求：

1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（主干道）车道和东西方向（支 干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行时间为20秒，时间可设置修改。

2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道；

3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。

4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）。

5、同步设置人行横道红、绿灯指示。

《三》系统框图及说明：

1、分析系统的逻辑功能，画出其框图

交通灯控制系统的原理框图如图 1-1 所示。它主要由计时电路、主控电路、信号

灯转换器和脉冲信号发生器组成。脉冲信号发生器用的是 555 定时器；计时计数器是

由74LS160 来完成、输出四组驱动信号T0 和T3 经信号灯转换器(4 片7448)来控制信

号灯工作，主控电路是系统的主要部分，由它控制信号灯转换器的工作。

（图1-1）

2、信号灯转换器

状态与车道运行状态如下：

S0：支干道车道的绿灯亮，车道通行，人行道禁止通行；主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行

S1：支干道车道的黄灯亮，车道缓行，人行道禁止通行；主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行

S2：支干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行；主干道车道的绿灯亮，车道通行，人行道禁止通行

S3：支干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行；主干道车道的黄灯亮，车道缓行, 人行道禁止通行

G1=1：主干道绿灯亮 Y1=1：主干道车道黄灯亮

R1=1：主干道车道红灯亮，人行道绿灯亮；南北方向人行道红灯亮

G2=1：支干道车道绿灯亮

Y2=1：支干道车道黄灯亮

R2=1：支干道车道红灯亮，人行道绿灯亮；东西方向人行道红灯亮

四．单元电路设计

1．主控电路：

1).原理：

通过一片 74LS160，选择其 4 个状态、分别为(00 01 10 11)分别表示主绿支红、主黄支红、主红支绿、主红支00->(30 秒)01->(5 秒)10->(20 秒)11（5 秒）{循环图}。中间延时通过计时电路来实现。

2).原器件的选择及参数：

若选集成计数器74160，74160 是一个具有同步清零、同步置数、可保持状态不变的4 位二进制加法计数器。表1-1 是它的状态表。

表1-1 74160 的状态表

CLR

LOAD

ENP

ENT

CLK

A B D C

QA QB OC OD

0

X

X

X

X

X X X X

0

0

0

0

0

0

0

POS

X X X X

A

B

C

D

POS

X X X X

Count

X

X

X X X X

QA0 QB0 QC0 QD0

X

X

X X X X

QA0 QB0 QC0 QD0

设状态编码为：S0=0000

S1=0001

S2=0010

S3=0011，则其状态表为：

表1-2

状态编码与信号灯关系表

Qd Qc Qb Qa

G1

Y1

R1

G2

Y2

R2

0 0 0 0

0

0

0

0

0 0 0 1

0

0

0

0

0 0 1 0

0

0

0

0

0 0 1 1

0

0

0

0

态的相应控制来分别实现30 秒、5 秒、25 秒。通过7448（2 片）译码器和数码管的连接 的连接实现几个灯时间的显示。

2).原器件的选择及参数：

若选集成计数器74160（2片），采用同步整体置数。译码器7448（2片）、7段

数码管（2个）等。

表1-3 7447 状态表

Inputs

Outputs

No.LT

RBI

D C B A

BI/RBO | a b c d e f g

----|----|-----|-----------|--------|--------------

0 | 1 | 1 | 0 0 0 0 |

| 1 1 1 1 1 1 0

| 1 | X | 0 0 0 1 |

| 0 1 1 0 0 0 0

| 1 | X | 0 0 1 0 |

| 1 1 0 1 1 0 1

| 1 | X | 0 0 1 1 |

| 1 1 1 1 0 0 1

----|----|-----|-----------|--------|--------------

| 1 | X | 0 1 0 0 |

| 0 1 1 0 0 1 1

| 1 | X | 0 1 0 1 |

| 1 0 1 1 0 1 1

| 1 | X | 0 1 1 0 |

| 0 0 1 1 1 1 0

| 1 | X | 0 1 1 1 |

| 1 1 1 0 0 0 0

----|----|-----|-----------|--------|--------------

| 1 | X | 1 0 0 0 |

| 1 1 1 1 1 1 1

| 1 | X | 1 0 0 1 |

| 1 1 1 0 0 1 1

表 1-4 状态编码与时间关系表

开关(s)A

B

C

时间（T）

0

0

0

0

0

0

3）电路接法如下：

3.支干道计时电路

1)原理：

通过 74LS160(2 片)采用串行同步整体置数级连和下一个状态的相应控制来

分别实现30秒、5秒、25秒。通过7448（2片）译码器

和数码管的连接的连接实现几个灯时间的显示。

2).原器件的选择及参数：

若选集成计数器 74160（2 片），采用同步整体置数。译码器 7448（2 片）、7

段数码管（2个）等。基本上与主干道计时电路一样。

表 1-5 状态编码与时间关系表

开关(s)A

B

C

时间（T）

0

0

0

0

0

0

计数器选用集成电路74190 进行设计较简便。74190 是十进制同步可逆计数器，它

具有异步并行置数功能、保持功能。74190没有专用的清零输入端，但可以借助QA、QB、QC、QD 的输出数据间接实现清零功能。

表 1-4

74190 的状态表

CTEN D/U CLK LOAD

A B C D

QA QB QC QD

0

X

X

0

X X X X

A

B

C

D

0

POS

X X X X

Count Down

0

0

POS

X X X X

Count Up

X

X

X

X X X X

Qa0 Qb0 Qc0 Qd0

图1-5

现选用两个 74190 芯片级联成一个从 99 倒计到 00 的计数器，其中作为个位数的

74190 芯片的CLK 接秒脉冲发生器（频率 为 1），再把个位数 74190 芯片输出端的QA、QD 用一个与门连起来，再接在十位数 74190 芯片的CLK 端。当个位数减到0时，再减1

就会变成9，0（0000）和9（1001）之间的 QA、QD 同时由 0 变为1，把QA、QD 与

起来接在十位数的CLK 端，此时会给十位数 74190 芯片一个脉冲数字减1，相当于借位。具体连接方法如图 1-5所示。

信号 LD 由两个芯片的8 个输出端用或门连起来，决定倒计时是置数，还是计数

工作开始时，LD为0，计数器预置数，置完数后，LD 变为 1，计数器开始倒计时。当倒

计时减到数00 时,LD 又变为 0，计数器又预置数，之后又倒计时，如此循环下去。

图 1-6

预置数（即车的通行时间）功能：如图 1-6所示，８个开关分别接十位数 74190 芯

片的D、C、B、A 端和个位数 74190 芯片的D、C、B、A 端。预置数的范围为6～98。

假如把通行时间设为45 秒，就像图１-5的接法，A 接 0，B 接 1，C 接 0，D 接 0，E 接

0，F 接 1，G 接 0，H 接 1。（接电源相当于接 1，悬空相当于接 ０）

图 1-7

向译码器提供模5 的定时信号T5 和模0 的定时信号T0,它表示倒计时减到数“00”

（也即绿灯的预置时间，因为到00时，计数器重新置数），T =1，此时T 给译码器一个脉

冲号灯发生转换，一个方向的绿灯亮，另一个方向的红灯亮。接法 为：把两个74190 计数

器的8 个输出端用一个或非门连起来。T 表示倒计时减到数“05”时。T =1，此时T 给译

码器一个脉冲，使信号灯发生转换，绿灯的变为黄灯，红灯的不变。接法为：当减到数为“05”

（0000 0101）时，把十位计数器的输出端QA.QB、QC、QD连同个位计数器的输出端QB、QD用一个或非门连起来，再把这个或非门与个位计数器的输出端QA、QC用一个与门连接

起来。具体连接方法如图1-7 所示。

4、黄灯闪烁控制

要求黄灯每秒闪一次，即黄灯0.5 秒亮，0.5 秒灭，故用一个频率为2 的脉冲与控制黄

灯的输出信号用一个与门连进来，再接黄灯。

图 1-8

《五》 仿真过程与效果分析

1、根据题目的要求，整个交通灯控制系统需要有4 个时间显示器，10 个交通灯。但由于 4 个时间显示器是由同一个倒计时计数器控制，所以我在设计图 1-8 电路的过程中，为了简化电路使画图看起来更加清晰，就只接了1 个时间显示器。

另外由于人行道的红绿灯跟车道的红绿灯是同步的，分别是：东西方向人行道的绿灯接车道的红灯，红灯接南北方向车道的红灯；南北方向人行道的绿灯接车道的红灯，红灯接车道的红灯。所以在图1-8 电路中就只接了6 个灯。

2、为了使电路更加直观，我把计数器、信号灯灯转换器等放在一个名为main 的子电路中。然后再在子电路外面接输入端和输出端。

3、点击启动按钮，然后再打开总开关，便可以进行交通灯控制系统的仿真，电路默认把通车时间设为45 秒，打开总开关，东西方向车道的绿灯亮，人行道的红灯亮；南北方向车道的红灯亮，人行道的绿灯亮。时间显示器从预置的 45 秒，以每秒减 1，减到数 5 时，东西方向车道的绿灯转换为黄灯，而且黄灯每秒闪一次，其余灯都不变。减到数 1 时，1 秒后显示器又转换成预置的45 秒，东西方向车道的黄灯转换为红灯，人行道的红灯转换为

绿灯；南北方向车道的红灯转换为绿灯，人行道的绿灯转换为红东西方向灯。如此循环下去。

4、修改通车时间为其它的值再进行仿真（时间范围为6~98 秒），效果同3 一样，总开关一打开，东西方向车道的绿灯亮，时间倒计数 5，车灯进行一次转换，到0 秒时又进行转换，而且时间重

置为预置的数值，如此循环。

《六》体会总结

1、通过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力。

在整个设计过程中，我总共想过两个方案，另一个方案弄了两天，结果总是实现不了题目的要求。所以我又花了一天的时间做出这个方案，这个相对另一个方案比较简单，包括电路原理和连接，和芯片上的选择。这个方案总共只用了四个芯片，分别为 2 个74190 计数器，2个 JK触发器。

2、在设计过程，经常会遇到这样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了。所以这几天不管是吃饭还是睡觉，脑子里总是想着如何解决这些问题，如何想出更好的连接方法。不过说也奇怪，整天想着这些问题，脑子和身体却一点都不会觉得累。或许是那种渴望得到知识的欲念把疲劳赶到九宵云外去了吧！

3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功时看课本，这次看了，下次就忘了，主要是因为没有动手实践过吧！认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。故一个小小的课程设计，对我们的作用是如此之大。《七》

5.DSP 课程设计 交通灯的控制与实现 篇五

城市智能交通系统以宏观为起点，探讨城市智能交通系统的概念、构成、各子系统间的关系。在此基础上，加强微观知识、技术基础、原理及案例的论述，突出城市智能交通系统规划、设计、建设实施的重要意义，充分反映城市智能交通系统在我国的建设应用实践，达到了宏观与微观的有机结合。

摘要：随着城市化进程加快，交通问题也日益突出，例如交通堵塞，车流不畅通，都对人们的出行产生了极大的影响，因此，如何解决城市拥堵问题成为我国现发展阶段的重要课题。本文通过对我国当前智能交通现状及问题的分析，就如何实现城市只能交通管理系统提出了相关系统方案的设计思路与流程。

关键词：智能交通管理系统;ITMS;城市交通

一、城市智能交通管理系统概念及组成系统

城市智能交通管理系统概念。当前社会，城市智能交通管理系统是国际上管理城市交通必不可少的技术手段，它充分利用当今先进技术即电子传感、计算机应用技术与控制技术，将三者结合起来构建的城市管理交通的现代模式。

1、智能交通监控系统

从各项报道中，我们得知，智能交通监控系统普遍应用于管理城市交通中，它的主要目的是保证交通顺畅，具体过程是通过查看指挥中心从监视区域传回的图像，根据实际情况派专人去实地进行实时疏导，调整信号来疏散交通拥堵，引导人们改变行驶路线。

2、城市交通流诱导系统

在城市智能公交的调动方面，城市交通诱导系统是重中之重，它先对车辆进行定位，采集交通信息，然后对行驶车辆路线进行引导和为其规划路线，来适时的解决重要路段及交叉口交通拥挤，让各类行车人可以获得一种既方便又快捷的交通路线，提高交通效率。

3、电子警察系统

电子警察系统不是一项简单的监管系统，它利用多种技术手段对监控区域内的全部行驶车辆实行每时每刻的记录。这些技术包括为，信息网络通信、远程数据监控、检测视频等，人们也称这种系统为“闯红灯记录系统”。

4、智能公交管理系统

智能交通系统为了可以智能调动公交，高效准确进行排班，从而使公交车的利用率提高，提高车辆运行速度，减轻道路拥堵现状，主要是使用3G通信技术进行通信指挥、GIS技术以及GPS进行实时实地定位以更好保证交通正常秩序。

5、突发事件响应系统

除上面几项先进技术之外，还有针对于交通意外突发状况使用的突发事件响应系统，主要是为了防止交通事故、道路拥堵和混乱了交通治安等事件发生，从而使相关部门可以迅速解决紧急事件，以减轻道路拥堵，保证社会秩序稳定。

二、我国城市智能交通管理系统发展现状及存在的问题

(一)我国城市智能交通管理系统发展现状

伴随着各项科学技术水平的提高，信息系统越来越来越健全，我国各级政府会越来越重视现阶段还年轻且不成熟的智能交通系统，同时现在我国许多城市已经在交通与道路的控制和规划上有了很大的进步。

与此同时，国家政府的相关部门，例如科技委等组织为了进一步完善我国的交通管理系统也付出了大量的人力物力专门开发研究，此现象也表明了我国政府对于此项管理系统技术的重视程度。对于交通智能化的研究步伐自1998年ISO/TC204设立以来就从未停过，同时多次参加此类技术系统方面的国际交流活动。

(二)我国城市智能交通管理系统发展存在的问题

现如今，我们可以明显感受到，经济发展，人民生活水平提高，越来越多私家车的出现，交通问题也渐渐提上议程。由于交通系统设计的不合理导致道路使用效率低，众多资源配置浪费，无法满足当今需要。我们在对我国众多城市进行调查后发现，交通压力随着城市规模的扩大越来越严重，且道路规划不合理的现象也逐渐显现，管理秩序混乱，使得出行困难，公交效率低等问题。

三、城市智能交通管理系统方案设计

(一)建立ITMS 框架体系

设计ITMS 框架的原则。智能交通管理框架的有效设计还要遵循以下原则：

1、精简性

6.DSP 课程设计 交通灯的控制与实现 篇六

学 院 ：机械工程学院 系 所 ：测控技术与仪器系 班 级 ： 姓 名 ： 学 号 ： 指导老师：

江苏大学测控技术与仪器系

2016-01-18 应用于包装机的步进电机控制器的设计

（江苏大学机械工程学院仪器科学与工程系，江苏，镇江，212013）

摘要

本文介绍了以典型电机微控制器TMS320LF2407芯片为控制核心的步进电机控制系统，阐述了如何利用TMS320LF2407实现电机转向、速度控制，并给出了相应系统控制策略。简述了步进电机的驱动控制和DSP的PWM脉宽调制原理，详细阐述了DSP实现步进电机的加减速控制问题。

步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件，与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点，广泛运用于数控机床、机器人、自动化仪表等领域。DSP芯片的出现，开创了步进电机控制的新局面。用DSP控制的步进电机不仅减小了控制系统的体积、简化了电路，同时进一步提高了电机控制的精度和控制系统的智能化，从而逐步实现控制系统的嵌入式。基于DSP的步进电机控制技术在九十年代时期得到了较大发展，主要应用在工业、航天、机器人、精密测量等领域。数控机床、跟踪卫星用电经纬仪在采用了步进电机技术后，大大提高了控制与测量精度，这样就使步进电机伺服系统的应用前景更加广阔。鉴于此，本文提出了基于DSP的步进电机控制系统的设计方案。包括其硬件设计和软件设计。在软件设计中给出了主要控制程序，达到对步进电机转向、转速的控制，如正转、反转、加速、减速等。使用DSP最明显的优点在于提高了系统的可靠性，并降低了整个系统的成本。实验证明，此驱动系统简化了电路，提高了系统控制性能。

关键词：步进电机；DSP;控制系统；TMS320LF2407；

目录

第一章 绪论..................................................................................................................1 1.1引言..................................................................................................................1 1.2数字信号处理器DSP发展和现状..................................................................2 1.3 课题背景及意义.............................................................................................3 第二章 总体方案设计..................................................................................................5 2.1 设计方案.........................................................................................................5 2.2 TMS320LF2407 DSP芯片介绍........................................................................5 2.2.1 TMS320LF2407 的性能特点...................................................................5 2.2.2 A/D转换原理........................................................................................7 2.2.3 TMS320LF2407 内部A/D转换模块概述...............................................7 2.2.4 事件管理器.............................................................................................8 2.2.5 通用定时器.............................................................................................8 2.2.6 全比较单元.............................................................................................9 2.2.7 捕获单元和正交编码脉冲电路...........................................................10 2.3 四相反应式步进电机.................................................................................10 2.3.1 步进电机的结构.................................................................................10 2.3.2 步进电机的工作原理...........................................................................11 2.4 四相反应式步进电机的数学模型...............................错误！未定义书签。2.4.1 电路方程...............................................................错误！未定义书签。2.4.2 机械方程...............................................................错误！未定义书签。2.5 驱动芯片结构与特点...................................................................................12 第三章 详细设计........................................................................................................13 3.1 系统硬件设计...............................................................................................13 3.2系统软件设计................................................................................................13 3.2.1 DSP开发软件CCS介绍........................................................................13 3.2.2 程序控制流程.......................................................................................14 3.2.3 电机初始化程序...................................................................................15 3.2.4 电机控制程序.....................................................................................16 3.3 程序调试.....................................................................................................17 第四章 心得体会........................................................................................................19 参考文献......................................................................................................................20 附录..............................................................................................................................21

第一章 绪论

1.1引言

随着人们生活水平不断提高，对各种方便食品的需求也随之大增，这近一步拉动了我国食品包装业的快速发展。包装机是发展比较快的包装机械之一，拥有着广阔的发展前景。在制袋、充填、封口为一体的包装机中，要求包装用塑料薄膜定位定长供给，采用步进电机与拉带滚轮直接连接拉带，不仅结构得到了简化，而且调节极为方便，只要通过控制面板上的按钮就可以实现，这样既节省了调节时间，又节约了包装材料。

步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机。它的位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。每来一个脉冲电压，转子就旋转一个步距角。根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕组的电流轮流切换，从而使电机旋转。步进电机具有步进数可控、运行平稳、价格便宜的优点，在加速器控制系统中的应用很广。

传统的步进电机一般可分为永磁式步进电动机(PM Step Motor)，反应式步进电动机(VR Step Motor)和混合式步进电动机(Hybrid Step Motor)三种。

在数字化电机控制系统产生之前，要想获得高性能的步进电机驱动要么是采用昂贵、难维护的直流电机配便宜的控制装置，要么就是使用便宜的交流电机配昂贵、复杂的控制装置。基于DSP的数字化电机控制的出现改变了这一状况，由于DSP强大的运算能力，它可以实时地实现一些先进的控制算法，获得高性能的电机驱动控制。

数字化电机控制的优点正是由于数字化的信号和信号处理所带来的，和模拟控制相比，它具有互联方便，稳定性好，便于大规模集成，可以构成复杂的系统，容易修改，便于测试、调试和大规模生产等优点。数字化电机控制技术包括两个组成部分，现代电机控制理论和数字信号处理，其中数字信号处理又包括数字信号处理技术和数字信号处理器技术。数字化电机控制的发展和这几个方面的进展是密不可分的。

现代电机控制理论以矢量控制理论为代表，还有近年来得到快速发展的直接转矩控制理论等，这些高性能的控制方案需要进行大量的实时运算，用模拟器件的硬件方案来实现相当困难，难以实用化。只是在具有强大运算能力的控制器如 DSP等价格下降，性能提高之后，数字化的高性能控制方案才开始大量步入实用领域。

1.2数字信号处理器DSP发展和现状

DSP是Digital Signal Processor的缩写，DSP在70年代末、80年代初产生后起初并不显眼，主要应用于一些特定的数字信号处理密集的领域如军事的声纳和雷达、监测和监听设备，以及气象卫星、地震监测器等。虽受到个人计算机发展光辉的遮掩，它一直在幕后悄悄发展着。80年代后期开发出较通用产品后，逐步进入各个领域。近年来，随着通讯领域的红火，个人计算机的普及以及家用电器的发展，DSP更是从幕后走到了台前，各种应用如手机、MODEM、硬盘、声卡、显卡、DVD.VCD、可视电话、数字电视、数字相机、导弹、高保真音响、洗衣机、空调、语音识别、游戏等等数不胜数，大到上天入地，小到我们每个人的身边，现在是哪儿都有它的踪迹了。

如果说CPU是PC时代的技术核心，则说DSP是后PC时代的技术核心毫不为过。由于具有超强的数字信号处理能力和合理的性价比，二十几年时间，DSP的发展日益迅猛，应用日益广泛。现在，DSP已经成为计算机网络、无线通讯、信息家电、电子产品、图形处理、视频会议、数字音频广播等领域的核心。业内人士预言：DSP将是未来发展最快的电子器件，是电子产品更新换代的决定性因素。

DSP芯片能够高速发展，一方面得益于集成电路的发展，另一方面也得益于巨大的市场。目前，DSP芯片的价格越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的市场潜力。据世界半导体贸易统计组织（WSTS）发布的统计和预测报告显示：1996～2005年，全球DSP市场一直保持稳步增长，2005年增长率为35％；另据CCID统计：2005年中国DSP增长率超过40%，销售量达到13亿块。

据市场调查公司ICE统计，1998年DSP市场达33.4亿美元，其中通信占48%，计算机/MODEM占30%，硬盘12%，消费类产品5%，军用航空航天5%，典型应用产品和市场包括：电视会议、文件成像、可视电话、数字蜂窝电话、数字设备、电机调速等，一些家用电器如空调、洗衣机、电冰箱等为了节能和静音也开始采用DSP控制。

DSP按数据格式分可分为定点DSP和浮点DSP两种，也可按用途分为通用型 DSP和专用型DSP，近年来德州仪器(TI)和美国模拟器件公司(Analog Device,简称AD)都推出了专门针对电机控制领域的专用型DSP系列，TI是TMS320-2XX系列，AD则是ADMC系列，这些芯片都是定点DSP，具有普通定点DSP的运算能力和单片机般的外围设备，使得它们成为用于数字化电机控制的最佳选择。当前，DSP芯片还在快速发展中，它的处理速度正随着时间的前进而不断提高，从1982年的5MIPS(每秒百万指令)到1997年的100MIPS，再到现在的2000MIPS(多DSP单一化)，预计2007年将达到320000MIPS。DSP的价格则正走着一条相反的道路，据DSP最大的生产厂家TI公司的历史价格统计，12年来每MIPS的价格己从200美元降到了一个美元，价格的下降导致应用领域的扩大，而应用的扩大也引起价格的下降，形成了一种良性的循环。

技术的高速发展引发了信息产业革命，以计算机技术、通信技术为核心的信息技术正在以前所未有的速度改变着人们的生活和工作方式。数字信号处理是信息技术中的一个核心问题。实现数字信号处理的核心器件是数字信号处理器(以后简称为DSP)。

数字化电机控制包括电机模型的数字化和信号处理的数字化，而DSP的运算速度则是这样的实时一控制所必须的。为实现上述步进电机控制和交流电机控制融合的想法，由于其中有较多实时数学运算的要求，因此考虑使用德州仪器(TI)C2000系列DSP中的TMS320LF2407来实现。

1.3 课题背景及意义

用DSP控制的步进电机不仅减小了控制系统的体积、简化了电路，同时进一步提高了电机控制的精度和控制系统的智能化，从而逐步实现控制系统的嵌入式。基于DSP的步进电机控制技术在九十年代时期得到了较大发展，主要应用在工业、航天、机器人、精密测量等领域。数控机床、跟踪卫星用电经纬仪在采用了步进电机技术后，大大提高了控制与测量精度，这样就使步进电机伺服系统的应用前景更加广阔。

DSP控制器的技术水平主要体现在三个层面：硬件方案、核心控制算法以及应用软件功能。国内步进电机控制器所采用的硬件平台和国外产品相比并没有太大差距，有的甚至更加先进。DSP用于电机控制有很多好处：

(1)可执行高级运算，减少力矩纹波，从而实现低振动、长寿命；(2)高级运算使谐波减小，很容易满足国家要求，同时降低滤波器成本；(3)提供无传感器运算，省去位置和速度传感器：

(4)实时产生平滑的、近乎完美的参考模型，获得良好的控制性能；(5)控制逆变器，产生高精度PWM输出；(6)提供单片机控制系统。

本课题的研究内容是使用TI公司的DSP芯片TMS320LF2407控制步进电机，实现步进电机的驱动，构成控制系统。

第二章 总体方案设计

2.1 设计方案

本次设计是步进电机控制器系统，整个控制系统分为四个部分：DSP中央控制器TMS320LF2407、外接电位器、步进电机及其驱动。

在本次设计中采用的电机是微型四相反应式步进电动机，其接受数字控制信号（电脉冲信号），并转换为与之相对应的角位移。基于对低碳节能的考虑，在这里设计成一个单四拍信号来进行步进电动机的控制，通电顺序为A-B-C-D-A，步距角为15°。驱动芯片采用的是ULN2003芯片，控制流程如下：首先由DSP的A/D转换模块将电位器输出的模拟信号转换为数字信号，然后将该数字信号输入到DSP中以设定脉冲信号的间隔时间以便控制电机的转速，接着将由DSP的四个I/O口提供脉冲信号给驱动芯片，脉冲信号经过驱动芯片的处理后用来驱动步进电机的四个相，从而达到控制电机运转的目的。

在本次步进电机的控制系统中，由于步进电动机本身所拥有的精确定位特点我们采用开环控制系统。系统总体结构图如下所示：

电位器A/DTMS320LF2407 DSP驱动芯片步进电机

图2-1 系统总体结构图

2.2 TMS320LF2407 DSP芯片介绍

2.2.1 TMS320LF2407 的性能特点

TMS320LF2407芯片是Texas Instruments公司生产的16位定点数字信号处理器TMS320C2000家族中的一种，是TMS320X240X系列DSP控制器中功能最强、片上设施最完备的一个型号。与其他TMS320C2000系列芯片相比具有以下特点：

1、采用高性能静态CMOS技术，使供电电压降为3.3V，减小了控制器功耗；40MIPS的最高指令执行速度使得指令周期为33ns(30MHz)，从而提高了控制器的实时控制能力。

2、基于TMS320C2xxDSP的CPU内核，保证了TMS320LF2407代码和TMS320系列DSP代码兼容。

3、片内有高达32K字FLASH程序存储器，高达1.5K字数据/程序RAM，544字双口RAM(DARAM)和2K字单口RAM(SARAM)。

4、两个事件管理模块EVA和EVB，每个模块包括：两个16位通用定时器；8个16位脉宽调制(PWM)通道。它们能够实现： PWM的对称和非对称波形；可编程PWM死区控制以防止上下桥臂同时输出触发脉冲；3个捕获单元；片内光电编码器接口电路；16通道10位A/D转换器。事件管理器模块适用于控制交流感应电机、无刷直流电机、开关磁阻电机、步进电机和功率逆变器。

5、可扩展外部存储器总共192K字空间：64K字程序存储空间；64K字数据存储空间；64K字I/O寻址空间。

6、看门狗定时器模块(WDT)：可用来监控系统软件和硬件的操作，它可以按照用户设定的时间间隔产生中断。如果软件执行进入一个不正确的循环或者CPU运行出现异常时，该模块可以实现系统复位，使系统进入预定状态。

7、控制器局域网络(CAN)2.0模块：CAN模块给用户提供了设计分布式或网络化运动控制系统接口。

8、串行通信接口(SCI)模块：用于实现DSP与其他异步外设之间的串行通信，其接收器和发送器都是双缓冲的。9、16位串行外设(SPI)接口模块：用于DSP与外设或其他控制器进行串行通信，典型应用包括与数模转换器、LED显示驱动等器件的通信。

此外，TMS320LF2407包含高达40个可单独编程或复用的通用输入/输出引脚和基于锁相环的时钟发生器。之所以称TMS320LF2407为电机控制专用芯片，主要原因在于该芯片内置有功能强大的事件管理器、PWM脉冲发生器和两路10位模数转换模块。有了事件管理器强大的实时处理功能和PWM控制波形发生器以及两路同时采样、保持、转换的高速A/D，TMS320LF2407几乎可以实现任何电机控制。

2.2.2 A/D转换原理

A/D转化电路亦称“模拟数字转换器”，简称“模数转换器”。将模拟量或连续变化的量进行量化（离散化），转换为相应的数字量的电路。

随着数字技术，特别是信息技术的飞速发展与普及，在现代控制。通信及检测等领域，为了提高系统的性能指标，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际对象往往都是一些模拟量(如温度。压力。位移。图像等),要使计算机或数字仪表能识别。处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号；而经计算机分析。处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信号才能为执行机构所接受。这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路-模数和数模转换器。

A/D转换器的功能是把模拟量变换成数字量。由于实现这种转换的工作原理和采用工艺技术不同，因此生产出种类繁多的A/D转换芯片。A/D转换器按分辨率分为4位、6位、8位、10位、14位、16位和bcd码的31/2位、51/2位等。按照转换速度可分为超高速(转换时间≤330ns)、次超高速(330~3.3μs)、高速(转换时间3.3~333μs)、低速(转换时间＞330μs)等。A/D转换器按照转换原理可分为直接a/d转换器和间接a/d转换器。所谓直接A/D转换器，是把模拟信号直接转换成数字信号，如逐次逼近型，并联比较型等。其中逐次逼近型a/d转换器，易于用集成工艺实现，且能达到较高的分辨率和速度，故目前集成化A/D芯片采用逐次逼近型者多；间接A/D转换器是先把模拟量转换成中间量，然后再转换成数字量，如电压/时间转换型(积分型)；电压/频率转换型，电压/脉宽转换型等。其中积分型a/d转换器电路简单，抗干扰能力强，切能作到高分辨率，但转换速度较慢。有些转换器还将多路开关、基准电压源、时钟电路、译码器和转换电路集成在一个芯片内，已超出了单纯A/D转换功能，使用十分方便。

2.2.3 TMS320LF2407 内部A/D转换模块概述

TMS320LF2407的A/D转换模块（ADC）具有以下特性：

1、带内置采样和保持（S/H）的10位ADC。

2、多达16个模拟输入通道（ADCIN0-ADCIN15）。

3、自动排序的能力。一次可执行最多16个通道的“自动转换”，而每次要转换的通道都可以通过编程来选择。

4、两个独立的最多可选择8个模拟转换通道的排序器（SEQ1和SEQ2）可以独立工作在双排序器模式，或者级联之后工作在一个最多可选择16个模拟转换通道的排序器模式。

5、在给定的排序方式下，4个排序控制器（CHSELSEQN）决定了模拟通道转换的顺序。

6、可单独访问的16个结果转换器（RESULT0-RESULT15）用来储存转换结果。

7、可有多个触发源启动A/D转换： 软件：软件立即启动（用SOC和SEQN）；

EVA/B：事件管理器（在EVA/B中有多个事件源可以启动A/D）； 外部：ADC SOC引脚；

8、灵活的中断控制，允许在每一个或每隔一个序列的结束时产生中断请求。

9、排序器可工作在启动/停止模式，允许多个按时间排序的触发源同步转换。

10、EVA和EVB可各自独立地触发SEQ1和SEQ2（仅用于双排序器模式）。

11、采样和保持获取时间窗口有单独的预定标控制。

12、内置校验模式。

13、内置自测试模式。

2.2.4 事件管理器

在实际应用中，使用TMS320LF2407来构成运动控制系统的关键是该芯片具有一个事件管理器(Event Manager)专用外设模块。事件管理器是一个专门用于电动机控制的外设模块，主要由通用定时单元、比较单元、捕获单元、正交编码脉冲电路QEP和外部输入组成。

2.2.5 通用定时器

TMS320LF2407的每个事件管理模块有两个可编程通用定时器(GP)。每个GP定时器x(EVA，x=1，2；对EVB，x=3，4)包括：

一个16位定时器增/减计数的计数器TxCNT，可读写。一个16位定时器比较寄存器(映射双缓冲寄存器)TxCMPR，可读写。一个16位定时器周期寄存器(映射双缓冲寄存器)TxPR，可读写。一个16位定时器控制寄存器TxCON可读写。可选择的内部或外部输入时钟。

用于内部或外部时钟输入的可编程预定标器(Prescaler)。

控制和中断逻辑用于四个可屏蔽的中断：下溢、溢出、定时器比较和周期中断。

可选方向的输入引脚TMRDIR(当选择双向计数方式时，可以用来选择向上或向下计数)。

在实际应用中，这些定时器能够产生系统所需要的计数信号、离散控制系统的采样周期、QEP电路、捕获单元和比较单元的时基等。为了适应不同应用的需要，每个通用定时器都有6种可选的计数模式，分别是：停止/保持模式；单增计数模式；连续增计数模式；定向增/减计数模式；连续增/减计数模式；单增/减计数模式。

每个GP定时器都有一个比较寄存器和一个比较PWM输出引脚，通用定时器可以工作在比较操作模式或比较PWM输出模式。当工作在比较操作模式时，定时器的计数器值总是和相关的比较寄存器中的值相比较，当两者相等时就发生比较匹配事件。当工作在比较PWM模式时，其输出引脚的信号受通用定时器控制寄存器的定义、定时器所处的计数模式以及定时器的计数方向的影响。

2.2.6 全比较单元

事件管理器EVA模块中有三个全比较单元CMPx(x=1，2，3)；事件管理器EVB模块中同样有三个全比较单元CMPx(x=4，5，6)。每个比较单元都可以工作在比较模式或PWM模式下，可以通过COMCON中的位决定每个比较单元的工作模式。

当比较模式被选中并且全比较操作被使能时，定时器的计数器就会不断地与全比较单元的比较寄存器中的值进行比较。当发生比较匹配时，全比较单元的输出引脚会根据ACTR中的定义产生合适的电平跳变，同时比较中断标志被置位。如果同组中没有其他更高优先级的中断挂起，该中断标志将向DSP内核发出中断请求。当工作在PWM模式下，全比较的操作类似于通用定时器的比较操作。2.2.7 捕获单元和正交编码脉冲电路

捕获单元在TMS320LF2407的捕获引脚上出现跳变时被触发，事件管理器总共有6个捕获单元。当捕获引脚CAPx(对EVA，x=1，2，3：对EVB x=4，5，6)上检测到所选的跳变时，所选的GP定时器的计数值被捕获并存储在两级FIFO栈中。

每个EV模块都有一个正交编码脉冲电路。该电路被使能后，可以在编码和计数引脚CAP I /QEP I和CAP2/QEP2(对于EVA模块)或CAP3lQEP3和CAP4/QEP4(对于EVB模块)上输入正交编码脉冲。正交编码脉冲电路可用于连接光电编码器以获得旋转机械的位置和速率信息。此电路在处理电机测速光电编码器的输出信号时很有用，可以大大简化电机测速的软硬件开销，提高控制系统的测速精度与可靠性。如果使能了正交编码脉冲电路，则相应引脚上的捕获功能将被禁止。

2.3 四相反应式步进电机

2.3.1 步进电机的结构

四相步进电机的基本机构如图2-2。四相步进电机在结构上分为转子和定子两部分。定子一般由硅钢片叠成，定子上所绕的线圈称为励磁线圈。对于如图2.1所示的绕线方式，A、A’引线形成一相，B、B’引线形成一相,C、C’引线形成一相D、D’引线形成一相。当给某相线圈通电时将形成8个磁极。这样，对于四相八级步进电机共有A、A’，B、B’，C、C’和D、C’四个绕组、8个磁极。每个定子磁极内表面都分布着小齿，它们大小相同，间距相同。

转子是由软磁材料制作成的。其外表面也均匀分布着小齿，这些小齿与定子磁极上的小齿相同，形状相似。

由于小齿的齿距相同，所以不管是定子还是转子，它们的齿距角都可以由下式

Z2/Z（2.1）

来计算。式中，Z为转子的齿数。

图2-2 四相步进电机步进示意图

2.3.2 步进电机的工作原理

在步进电机的结构中必定有错齿和对齿的存在如图2-3所示。我们把定子小齿和转子小齿对齐的状态称为对齿；把定子小齿与转子小齿不对齐的状态称为错齿。错齿的存在是步进电机能够旋转的前提条件。如果给处于错齿状态的相线圈通电，转子在电磁力的作用下，如果磁极相异，则转子向完全对齿方向转动，如果磁极性相同，则转子向完全错齿方向转动。假设将电机的转子置于线圈所产生的磁场中，便会受到磁场的作用而产生与磁场方向一致的力，转子便开始转动，直到转子的磁场和线圈的磁场方向一致为止。步进电机的转动就是基于这一原理实现的。

定子小齿

转子小齿

（a）对齿（b）错齿

图2-3 定子齿与转子齿的磁导现象

按如下四个步骤循环通电： A’A相通电，电流方向为A’—A； B’B相通电，电流方向为B’—B； C’C相通电，电流方向为C’—C； D’D相通电，屯流力向为D’—D。

可以分析出，在每一次通电过程中，步进电机的转子均相对上次通电时的平衡位置顺时针旋转了一个位移角。对绕组通电一次的操作称为一拍，根据上面给出的算式每给电机一个脉冲，步进电机将转过15度，既转过一圈则需要，360/15=24个脉冲。

2.5 驱动芯片结构与特点

本次设计采用的驱动芯片是ULN2003。它是高耐压、大电流达林顿陈列。由七个硅NPN达林顿管组成。该电路的特点如下：

ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻，在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连。可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003工作电压高．工作电流大．灌电流可达500mA，并且能够在关断时承受50v的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。

图2-4 ULN2003内部结构图 第三章 详细设计

3.1 系统硬件设计

系统硬件设计详细信息请查阅成员朱永良报告。

3.2系统软件设计

3.2.1 DSP开发软件CCS介绍

CCS（Code Composer Studio）软件是德州仪器公司专为TMS320系列DSP开发的一个开发软件。

CCS在Windows环境下工作，类似于VC++集成开发环境，它采用图形接口界面，提供有编辑工具和工程管理工具，将代码产生工具，如汇编器、链接器、C/C++编译器、建库工具整合为一个统一的开发平台。CCS支持汇编语言、C/C++语言编程。能对DSP进行指令级的仿真和可视化实时数据分析，极大地方便了DSP系统地软硬件开发。但多数情况下，考虑到软件的移植性问题，一般采用C语言编程。下图所示为CCS平台的组成。

图3-1 CCS平台组成 CCS集成的源代码编辑环境，使程序的修改更为方便；CCS集成的代码生成工具，使开发设计人员不必键入大量的命令及参数；CCS集成的调试工具，使程序调试一目了然，大量的观察窗口使程序调试得心应手。更重要的是CCS增强了实时、嵌入信号的开发过程，开发人员可在不中断程序运行的情况下检查算法的对错，实现对硬件的实时跟踪调试，大大缩短了程序的开发时间。3.2.2 程序控制流程

如下图所示为主程序流程图：

开始系统初始化I/O口模式设置所有LED初始化LCD初始化调用电机子程序

图3-2 主程序流程图

程序运行开始后，首先进行系统初始化，初始化内容包括：将DSP的IOPE0到IOPE7管脚设置为I/O模式、将中断模式位清零使所有未屏蔽的中断使能、将IOPE0到IOPE7管脚设置为低电平既使开发板上的灯全部熄灭、定时器1初始化设置定时周期和计数模式等。

3.2.3 电机初始化程序 main(){

SystemInit();

//系统初始化

MCRC=MCRC & 0xFF00;

//IOPE0-7设为IO口模式

PEDATDIR=0xFF00;

asm(“ CLRC INTM ”);

LcdInit();

Timer1Init();

while(1)

{

KeyLed();

} }

void SystemInit()

{

asm(“ SETC INTM ”);

asm(“ CLRC SXM ”);

asm(“ CLRC CNF ”);asm(“ CLRC OVM ”);

SCSR1=0x83FE;

时钟CLKOUT=40M */

WDCR=0x006F;

KickDog();

IFR=0xFFFF;

IMR=0x0002;

}

//所有LED=0，/*LCD初始化*/

//定时器初始化

//系统初始化程序

/* 关闭总中断 */

禁止符号位扩展 */

/* B0块映射为 on-chip DARAM*/ /* 累加器结果正常溢出*/

/* 系统时钟CLKOUT=20*2=40M */ /* 打开ADC,EVA,EVB,CAN和SCI的时钟,系统

/* 禁止看门狗,看门狗时钟64分频 */

/* 初始化看门狗 */

/* 清除中断标志 */

/* 打开中断2*/

/*

3.2.4 电机控制程序

调用电机控制程序numled=0,numled++提取AD模块采样结果（AD>0）numled等于AD？numled++是IOPE1输出高电平;LED1亮 numled等于2*AD？numled++是IOPE2输出高电平;LED2亮 numled等于3*AD？numled++numled++是IOPE3输出高电平;LED3亮 numled等于4*AD？numled++是是IOPE4输出高电平;LED4亮 numled等于5*AD？图3-3 电机控制流程图

void KeyLed(){

if(numled==AD)

//修改参数AD可以控制步进电机转速

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全灭

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0002;

//IOPE=1;LED1亮

}

if(numled==2*AD)

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全灭

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0004;

//IOPE2=1;LED2亮

} if(numled==3*AD)

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全灭

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0008;

//IOPE3=1;LED3亮

} if(numled==4*AD)

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全灭

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0010;

//IOPE3=1;LED4亮

}

if(numled>=4*AD)

{

Que();

WriteMenu1(6,b);

numled=1;

}

}

程序初始化后，DSP的AD转换模块将电位器输入的电压模拟信号转换为数字信号,并存在结果寄存器RESULT0（设计采用的通道为AD0通道）中，我们通过赋值的方式将寄存器里的值赋给数组，然后用求平均数的方式来进行滤波，最后将平均值赋值整数值AD。根据上面的程序可以看出AD的大小决定了脉冲之间的间隔，也就是说通过调节AD的值可以控制电机的转速。

3.3 程序调试

在PC机系统安装好编译软件CCS3.3后，在计算机桌面上将出现两个快捷方式图标，一个是Setup CCStudio v3.3，另一个是CCStudio v3.3。Setup CCStudio v3.3是用来对该编译器的运行环境进行配置；CCStudio v3.3为程序仿真调试集成环境软件。CCS集成开发环境不能直接将汇编源代码或C语言源代码文件Build生成DSP可执行代码。必须使用项目（Project）来管理整个设计和调试过程。项目保存为*.pjt文件。新建完项目并把C源程序文件（.C）、汇编源程序文件(.ASM)、目标文件(.OBJ)、库文件(.LIB)、命令文件(.CMD)等都加入后，便可以开始调试程序。其中的头文件将通过在程序中用include来添加。在调试过程中也遇到了一些问题，例如电机无法正常运转，后来在同学的帮助下终于找到了问题的所在，最终解决了问题。

第四章 心得体会

这次为期一周的DSP课程设计，我不仅仅学到了DSP设计方面的知识，更使我懂得一个仪器的设计过程。在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

在这次难得的课程设计过程中我锻炼了自己的思考能力和动手能力。通过题目选择和设计电路的过程中，加强了我思考问题的完整性和实际生活联系的可行性。在方案设计选择和芯片的选择上，培养了我们综合应用的能力,对集成开发环境CCS的使用也有了更深的了解，对DSP芯片的应用也有了更深刻的体会。还锻炼我们个人的查阅技术资料的能力，动手能力，发现问题，解决问题的能力。并且我们熟练掌握了有关器件的性能及测试方法。

再次感谢老师的辅导以及同学的帮助，是他们让我有了一个更好的认识，无论是学习还是生活，生活是实在的，要踏实走路。课程设计时间虽然很短，但我学习了很多的东西，使我眼界打开，感受颇深。

在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可!19

参考文献

[1]王玲，王晓明．电动机的DSP控制-TI公司DSP应用．北京：北京航空航天大学出版社，2004 [2]刘和平，邓力．DSP原理及电机控制应用．北京：北京航空航天大学出版社，2006 [3]王晓丹．基于单片机的步进电机细分驱动系统的研究：[硕士学位论文]．长沙：中南大学控制科学与工程，2008 [4]孙忠献．电机技术与应用．福州：福建科学技术出版社，2004 [5]李爱芹．基于DSP的三相混合式步进电机细分驱动系统研究：[硕士学位论文]．杭州：浙江工业大学控制理论与控制工程，2006 [6]孙忠献．电机技术与应用．福州：福建科学技术出版社，2004 [7]章烈剽．基于单片机的高进度步进电机控制研究：[硕士学位论文]．武汉：武汉理工大学控制理论与控制工程，2007 [8]刘爱萍．基于C8051F005单片机的两相混合式直线步进电机驱动系统的设计：[硕士学位论文]．呼和浩特：内蒙古农业大学农业电气与自动化，2007 [9]汤涌．基于电机参数的同步电机模型．电网技术，2007 [10]杨渝钦．控制电机．天津：机械工业出版社，2008 20

附录

/*Main.c*/

/*步进电机控制系统程序*/ #include “hd44780.h” #include “global.c” void SystemInit();void Timer1Init();void LcdInit(void);void WriteCom(Uint16 com);void WriteMenu1(Uint16 num,Uint16 *pBuffer);void KickDog();

void KeyLed();void Lv();void Que();Uint16 a[6],b[6];unsigned int numled=0;unsigned int i=0,j=0,t0=0,k=0,D=0;unsigned int RESULT_0=0,AD=0;unsigned int AD0[18],AD_0,AD_FLAG=0;float AD_E=0.0;main(){

SystemInit();

//系统初始化

MCRC=MCRC & 0xFF00;

//IOPE0-7设为IO口模式

PEDATDIR=0xFF00;

//所有LED=0，asm(“ CLRC INTM ”);

LcdInit();

/*LCD初始化*/

Timer1Init();

//定时器初始化

while(1)21

{

KeyLed();

}

}

void SystemInit(){

asm(“ SETC INTM ”);

asm(“ CLRC SXM ”);asm(“ CLRC CNF ”);asm(“ CLRC OVM ”);

SCSR1=0x83FE;

CLKOUT=40M */

WDCR=0x006F;

KickDog();

IFR=0xFFFF;

IMR=0x0002;

}

void Timer1Init()

{

EVAIMRA=0x0080;

EVAIFRA=0xFFFF;

GPTCONA=0x0000;T1PR=2500;

/* 关闭总中断 */

/* 禁止符号位扩展 */

/* B0块映射为 on-chip DARAM*/ /* 累加器结果正常溢出*/

/* 系统时钟CLKOUT=20*2=40M */

/* 打开ADC,EVA,EVB,CAN和SCI的时钟,系统时钟

/* 禁止看门狗,看门狗时钟64分频 */

/* 初始化看门狗 */

/* 清除中断标志 */ /* 打开中断2*/

// 定时器1周期中断使能

// 清除中断标志

// 定时器1初值,定时0.4us*2500=1ms

}

T1CNT=0;T1CON=0x144E;

//增模式, TPS系数40M/16=2.5M,T1使能

void KeyLed(){

while(1)

{

if(AD_FLAG==1)

{

AD_FLAG=0;

for(i=0;i<18;i++)

{

AD_Simple();

AD0[i]=RESULT_0;

}

Lv();

}

}

if(numled==AD)

// 修改这些参数可以控制步进电机转速

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全灭

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0002;

//IOPE=1;LED1亮

}

if(numled==2*AD)

{

} if(numled==3*AD)

{ PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全灭

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0004;

//IOPE2=1;LED2亮

} PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全灭

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0008;

//IOPE3=1;LED3亮

if(numled==4*AD)

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全灭

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0010;

//IOPE3=1;LED4亮

}

if(numled>=4*AD)

{

Que();

WriteMenu1(6,b);

numled=1;

}

}

void Que(){

int v=2500/AD;

a[2]=v/1000;

//千位 a[3]=(v-a[2]*1000)/100;

//百位 a[4]=(v-a[2]*1000-a[3]*100)/10;

//十位 a[5]=(v-a[2]*1000-a[3]*100)%10;

//个

for(i=0;i<=6;i++)

{

b[i]=a[i]+0x30;

};}

void AD_Simple(){

ADCTRL1=0x4000;

asm(“ NOP ”);

/* ADC模块复位 */

ADCTRL1=0x0020;

/* 自由运行,启动/停止模式,双排序器工作模式 */

MAXCONV=0x0000;

CHSELSEQ1=0x0000;

//第0通道

ADCTRL2=0x4000;

//复位使排序器指针指向CONV00

ADCTRL2=0x2000;

/* 启动ADC转换 */

/*等待转换完成 */

while((ADCTRL2&0x1000)==0x1000);

asm(“ NOP ”);

RESULT_0=RESULT0>>6;

}

void Lv(){

unsigned int MaxAD0=0;

unsigned int MinAD0=AD0[0];

unsigned int tempAD0=0;

for(j=0;j<18;j++)

{

if(AD0[j]>MaxAD0)

MaxAD0=AD0[j];

else if(AD0[j]

MinAD0=AD0[j];

}

for(j=0;j<18;j++)

{

tempAD0=tempAD0+AD0[j];

}

AD_0=(tempAD0-MaxAD0-MinAD0)/16;

AD_E=AD_0*100/1023+10;}

void interrupt

c_int2()

/*定时器1中断服务程序*/ { T1CNT=0;numled++;AD=(int)AD_E;

if(PIVR!=0x27){

asm(“ CLRC INTM ”);return;

}

t 0++;if((AD_FLAG==0)&((t0%1000)==0))

//定时AD采样

}

void KickDog(){

}

#include “global.c” WDKEY=0x5555;WDKEY=0xAAAA;

/*踢除看门狗 */ {

AD_FLAG=1;} EVAIFRA=0x80;asm(“ CLRC INTM ”);

#include

“hd44780.h” PADATDIR = PADATDIR | 0xFF08 PADATDIR = PADATDIR & 0xFFF7 PADATDIR = PADATDIR | 0xFF10 PADATDIR = PADATDIR & 0xFFEF

PADATDIR = PADATDIR | 0xFF20

PADATDIR = PADATDIR & 0xFFDF #define

SetRS #define

ClrRS #define

SetRW #define

ClrRW #define

SetE #define

ClrE

void LCDPIN(void){

} void LCDPOUT(void){

}

PEDATDIR = PEDATDIR | 0x0080;PBDATDIR = PBDATDIR & 0x00FF;PEDATDIR = PEDATDIR & 0xFF7F;PBDATDIR = PBDATDIR | 0xFF00;void delay(Uint16 number){

}

//============================================ void Busy(void){

Uint16 Temp = 0x0080;LCDPIN();delay(200);ClrRS;Uint16 j;for(j = 0;j < number;j++);

} SetRW;while(Temp){

} SetE;delay(50);Temp = PBDATDIR;Temp = Temp & 0x0080;ClrE;delay(50);//========================================== void WriteCom(Uint16 com){

}

void WriteMenu1(Uint16 num,Uint16 *pBuffer)Busy();delay(100);LCDPOUT();delay(200);ClrRS;ClrRW;delay(50);com = 0xFF00 | com;PBDATDIR = com;SetE;delay(50);ClrE;

{

} //================== void LcdInit(void){

WriteCom(0x30);WriteCom(0x30);WriteCom(0x30);delay(1000);WriteCom(0x01);delay(1000);WriteCom(0x02);delay(1000);WriteCom(0x06);Uint16 i,t;WriteCom(0x80);SetRS;ClrRW;delay(50);for(i=num;i!=0;i--){

} t = *pBuffer;t = 0xFF00 | t;PBDATDIR = t;SetE;delay(50);ClrE;

pBuffer++;29

} delay(1000);WriteCom(0x0c);delay(1000);WriteCom(0x38);

7.DSP 课程设计 交通灯的控制与实现 篇七

铝合金是重要的民用、战略金属材料,其力学性能与合金的晶粒尺寸和形态密切相关。但是未经细化处理的结晶铝合金晶粒粗大、柱状晶发达、深拉性能差,严重影响其质量。研究表明,在铸造生产过程中,在铸造区引入特殊的低频复合电磁场,可有效地起到细化晶粒和改善铸锭表面品质的作用[1]。

针对铝电磁铸造特殊复合磁场的控制要求,根据前期研究和设计的铝电磁场快速铸轧控制器在福建瑞闽铝板带厂的实际运行情况,本文研究和设计了基于DSP(TMS320F2808)+单片机(C8051F410)+CPLD(EPM7128)的复合磁场控制器。

1 系统总体设计

复合磁场控制系统以DSP(TMS320F2808)为主控制处理核心,以单片机为专用人机接口控制核心,DSP和单片机之间采用同步串行SPI接口进行通信;CPLD完成晶闸管触发脉冲的形成,本文特别设计了采用高频双窄脉冲列的触发方式;各模拟量的采集基于提高精度的考虑选用外扩双极性16位的AD。系统总体框图如图1所示。

图1系统总体框图(参见右栏)

1.1 系统硬件设计

(1)系统主电路设计

产生特殊复合磁场的电磁感应装置是铝电磁场半连续铸造的关键技术之一。根据电磁半连续铸造的特殊工艺要求,以及复合磁场感应器的特殊结构,选取了交-交变频方式作为复合磁场控制器的变频方式,同时设计了有别于传统交-交变频方式的主电路结构[2],如图2所示。

L、L'是电磁感应装置内部环绕在同一个铁心上的两个负载线圈(注意两者之间没有电气连接),VF组和VR组变流器均采用三相桥式全控整流。VF组工作时,线圈L中得到相应的正半波电流,VR组工作时,线圈L'中得到相应的负半波电流。在同一铁心上将两者叠加则相当于在负载线圈中引入了一个完整的电磁铸造所需的特殊电流,从而最终获得特殊的电磁场,达到控制目的。

(2)晶闸管触发脉冲设计

针对现在普遍采用的双窄脉冲驱动晶闸管的方法提出新的驱动方案,采用高频双窄脉冲列来代替普通的双窄驱动脉冲,根据脉冲变压器的能量传输理论,新方案传输能量效率更高,可以大大节省脉冲变压器的体积。

常规的高频双窄脉冲列产生方法为使用双窄脉冲去控制一个高频振荡器的输出来获得高频双窄脉冲列,此方法存在高频双窄脉冲列和双窄脉冲的脉冲前沿不一致的缺陷,从而会导致触发角的不准确,这在大功率晶闸管的驱动控制中是需要改进的。本文设计在利用CPLD产生双窄脉冲的同时,通过一定的处理,变成高频双窄脉冲列,经仿真和实践,取得明显效果[6]。高频双窄脉冲列形成的原理框图如图3所示。

(3)SCI转RS485电路

三路高速光电隔离(TLP113)是为了防止总线上的干扰信号窜入DSP控制器,提高系统通信的抗干扰能力。低功耗RS485半双工收发器(SP3485)完成RS485通信接口电路[6]。具体实现如图4所示。图中发光二极管用来显示通信数据的发送和接收状态,RS485两根输出引线之间接一个120W的匹配电阻,并分别进行一阶低通滤波。需要注意的是光隔离器两端的电源和地要绝对地绝缘,实现真正的隔离。

(4)铁电存储和看门狗电路设计

铝电磁铸造复合磁场控制器涉及到一系列参数的设置和保存,并且可能经常被重复修改,此外,现场工作环境恶劣,为了提高系统抗干扰能力,必须外设系统看门狗。鉴于上面原因,选择具有集串行非易失性存储器(铁电存储器――无限制的读写次数,掉电数据保持10年)、实时时钟/日历、低电压复位、看门狗、快速的二线制串行接口(I2C)于一体的元器件FM31256。具体电路如图5所示。

在制作PCB板的时候,为了提高DSP和FM31256间通信的稳定性和可靠性,两者应尽量靠近,I2C通信线尽可能短,并可考虑加一级低通滤波(100W,100p)。

(5)人机接口设计

人机接口处理采用专门的单片机进行管理,单片机与系统主控制核心DSP间采用SPI总线形式通信,编程简单且实现容易。单片机主要完成键盘扫描(参数的设置等)、液晶显示(运行检测的参数显示)功能。

根据人机接口功能的需要,考虑性价比,选用新华龙推出的C8051F410单片机,显示装置则选择北京青云公司的LCM128×64蓝色背光液晶,按照总体设计规划设置6个按键,采用矩阵式结构即可。人机接口框图如图6所示。

1.2 系统软件设计

(1)系统软件架构

鉴于整个系统要实现的任务繁多,DSP各外设均被应用,对处理的实时性要求比较高,并且D S P(TMS320F2808)平台支持和能承载RTOS的开发,所以系统软件采用mC/OS-II设计。mC/OS-II是一种源码公开、可移植、可固化(ROMable)、可裁减(scalable)、可剥夺性(preemptive)、占先式的实时多任务操作系统[3,5]。

整个系统软件分为两步:a.μC/OS-II到DSP移植;b.μC/OS-II平台上软件的编写。μC/OS-II到DSP移植只需要修改与处理器相关的OS_CPU.H、OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.A三个文件的代码,移植的工作量相对较小。由于μC/OS-II是基于优先级的抢占式实时多任务操作系统,因此,在进行代码编写之前,应先确认系统的任务数,每个任务的优先级别,并为每个任务分配一定数量的堆栈空间以供运行时调用。也就是说,要首先对复合磁场控制系统软件的各功能模块进行管理。

根据复合磁场控制系统的特殊性,将控制软件分为0~9十个级别,表1为软件各功能模块以及分别对应的任务名称、任务优先级别。

控制程序的流程是:首先进行CPU及程序数据初始化;再进行操作系统初始化,主要完成任务控制块(TCB)初始化、TCB优先级表初始化、TCB链表初始化、事件控制块(ECB)链表初始化、空任务的创建等等;然后创建任务D_TK_ST,在任务D_TK_ST中再创建其他任务;最后启动多任务调度。在多任务调度开始后,启动时钟节拍源开始计时,此节拍源给系统提供周期性的时钟中断信号,实现延时和超时确认。当时钟中断来临时,系统把当前正在执行的任务挂起,保护现场,进行中断处理,判断有无任务延时到期,若有,则使该任务进入就绪态,并把所有进入就绪态的任务的优先级进行比较,通过任务切换去执行最高优先级的任务,若没有别的任务进入就绪态,则恢复现场继续执行原任务。任务之间通过信号量和消息邮箱进行通信,任务和中断之间通过消息邮箱进行通信[7]。

在保证功能实现的基础上,为进一步提高系统的可靠性,增加了系统监控任务。该任务功能是监视系统其他任务的运行。被监视任务在其即将运行完毕时监视任务发送消息说明自身运行正常。被监视任务运行时,监视任务等待被监视任务给它发送消息,等待时间被设定为预计的任务正常运行所需的最大时间。若等待时间内监视任务收到消息,则认为发送消息的任务运行正常,依照各任务执行顺序的开始运行下一任务,监视任务等待下一任务发送的消息。若等待时间已过,监视任务仍未收到消息,则系统的时间管理函数将强行把监视任务视为就绪状态。因为监视任务的优先权是最高的,它将抢占对CPU的控制权并采取相应的纠错方案以保证系统的稳定运行。

(2)人机接口程序设计

人机接口包括单片机初始化、键盘扫描子程序、LCD子程序、SPI通信子程序。具体软件实现流程图如图7所示。

LCD与单片机之间采用串行通信方式,针对LCD自身独特的串口通信协议,单片机利用I/O口模拟此协议,各数据线为提高通信稳定性和抗干扰能力均进行了一阶低通滤波处理(100W,100p)[7]。在实际的键盘扫描程序里进行了软件防抖处理。

(3)高频双窄脉冲列软件设计

针对高频双窄脉冲列的具体要求和前面设计的原理框图,通过QuartusII软件平台,采用VHDL语言编程分别构造定时计数器、2选1开关(初始状态输出'1')、逻辑与门三个功能模块并按原理图连接,仿真结果能很好地达到所要求的前沿一致,仿真波形如图8所示。将所设计的程序下载到CPLD(Altera开发板)里面分别利用模拟示波器和虚拟仪器观察,达到了预期设计目的[4]。虚拟仪器观察波形如图9所示。(仿真波形中:Duble_clk-双窄脉冲;out_serial-高频双窄脉冲列;虚拟仪器波形中:黄色线(下)-双窄脉冲;绿色线(上)-高频双窄脉冲列。)

2 结语

本文针对铝电磁半连续铸造特殊复合磁场的控制要求,在铝电磁快速连续铸轧复合磁场控制器的基础上(已在福州瑞闽铝板带厂运行),设计了改进的磁场控制器。双核(DSP+单片机)的处理形式,便于整体功能的实现和提高系统的稳定与可靠性。利用CPLD实现大功率晶闸管的触发脉冲方式--高频脉冲列,稳定性高、应用灵活。鉴于特殊复合磁场控制器工作环境的恶劣,在PCB板的制作上充分考虑EMC和EMI的处理措施,如A/D信号分开、电源模块的良好设计和管理、大/小信号的分开、A/D采样信号线的处理、I/O的光电隔离等,经过测试,效果良好。

参考文献

[1]钟掘.铝合金的超常铸轧制备[J].中国有色金属学报,2004,14(1):147-153.

[2]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工程出版社,2005.

[3]Labrosse J J.嵌入式实时操作系统mC/OS-Ⅱ(第二版)[M].邵贝贝,译.北京:北京航空航天大学出版社,2003.

[4]潘松.EDA与VHDL-(第2版)[M].北京:清华大学出版社,2007.

[5]Cartwright K W.mC/OS for the Texas In-struments TMS320C2XX DSP Family[M].1998.

[6]Sipex.SP3481/SP3485datasheet[M].2002.

8.DSP 课程设计 交通灯的控制与实现 篇八

关键词：无刷直流电机;DSP;TMS320LF2407A

一、引言

无刷直流电机的特点是结构简单、运行可靠、维护方便。它又有传统直流电机控制简单、调速性能好、功率密度高、输出转矩大等特点。因此，无刷直流电机在工业机器人控制、数控设备、纺织、化工等工業控制领域得到了广泛的应用。所以，对无刷直流电机及其控制方法进行系统、深入的研究有十分重要的意义。

二、无刷直流电机系统的硬件设计

1.硬件系统总体设计。系统的硬件部分主要由主电路、控制电路和辅助电路等构成，其主电路部分包括整流、滤波、逆变电路等。逆变电路是由功率开关管构成的三相桥式结构。逆变电路对整流、滤波后的直流电压进行斩波，形成电压、频率可调的三相交流电，供给无刷直流电机，这样无刷直流电机就开始运转起来。控制电路以美国TI公司的TMS320F2407A芯片为核心，构成全数字化控制系统，对系统的控制与保护等负责，系统的控制参数和故障信息等保存在TMS320F2407A的存储器中。辅助电路由电源电路、驱动电路、检测与保护电路等组成。无刷直流无刷电机控制系统主要由如下部分组成：（1）逆变主电路;（2）TMS320F2407A控制单元;（3）驱动电路;（4）检测电路;（5）保护电路 。

2.TMS320F2407A控制单元

（1）控制器的选择。控制器是无刷直流电机控制器的核心，选用控制器需要考虑的是控制器要可靠，易于维护，可移植性强，效率高。有以下几种：1）专用芯片;2）单片机;3）数字信号处理器，其中数字信号处理器（DSP）采用了不同的内部结构。传统的通用微处理器大多采用的是冯·诺依曼结构（Von Neumann Architecture），它片内的程序空间与数据空间共用一个公共的存储空间。为了提高速度，现代DSP芯片内部一般采用的是哈佛结构（Harvard Architecture）或改进的哈佛结构。而哈佛结构最大特点是计算机具有独立的数据和程序存储空间。这样允许CPU可以同时执行取指令和取数据，提高了数据吞吐率，进而提升了系统的运算速度。流水线技术也可以帮助系统提高效率。硬件乘法器可以使得DSP在单周期内就可以完成取操作数，相乘并把结果放在累加器中。除此之外，特殊的DSP指令也会大大提高系统的性能，DSP有着非常丰富的片内外设。利用DSP来进行电机控制，可以减小系统的成本，另外，DSP还有如下的优势：1）速度快; 2）存储容量大;3）软件编程灵活;由此可见，数字信号处理器比较适合作为电机控制的中央控制单元。基于以上分析，本设计中采用TI公司用于电机控制的2000系列CPU，其型号为TMS320F2407A。

（2）控制板设计。由前面分析可知，系统采用的控制器是TI公司的TMS320F2407A DSP芯片。下面介绍DSP及其最小系统的外围接口电路。DSP控制板主要由DSP芯片、外扩存储器、JTAG仿真调试接口和CPLD译码电路组成。下面介绍下外扩存储器电路，JTAG仿真调试接口和CPLD译码电路组成。TMS320F2407A内部存储容量有限，同时考虑到调试过程中可以将程序下载到片外高速SRAM中，系统进行了外部RAM的扩展，系统选用两片IS61LV6416，用于存储数据。在DSP存储器的扩展中，需要注意的是存储芯片的数据读写速度，因为DSP的指令周期都很短，对于速度很慢的存储器需要插入很多等待周期，以免DSP对它的读写发生错误。

3.驱动电路设计。由前面的逆变主电路可知，整个系统的核心就是DSP产生6路PWM波，并且控制每个PWM的脉冲宽度和导通时间，PWM信号经过驱动电路来控制MOSFET，MOSFET是IR公司的IRF3205，这是一款电压型控制器件，其开通电压为12-15V，但DSP输出的电压高电平为3.3V，不能满足驱动IRF3205的要求。则需要设计一个电平转换电路来把DSP的3.3V信号，转化为15V信号，此时就考虑到用一个光电器件。由于PWM频率为10K，则就需要选择一个高速的光耦，一般高速光耦有HCPL4504、PC817和东芝系列的TLP250。我们选择了日本东芝公司的TLP250，光耦TLP250是一种可直接驱动小功率MOSFET和IGBT的功率型光耦，由日本东芝公司生产，其最大驱动能力达1.5A。选用TLP250光耦既保证了功率驱动电路与PWM脉宽调制电路的可靠隔离，又具备了直接驱动MOSFET的能力，使驱动电路特别简单。

图1 下桥臂的MOSFET驱动电路

三相逆变主电路中有六个MOSFET需要控制，可以分为三对开关管。V1与V2为一对管。V1与V2两个不能同时导通，否则会出现电源与地直通情况。六个MOSFET都需要控制。其中下桥臂的三个MOSFET可以共地。采用典型的TLP250应用电路来实现MOSFET的驱动。电路图如图1所示：

4.保护电路设计。系统的保护电路分为欠压、过流保护。欠压保护就是检测输入端直流电压 ，要是系统发生短路，当采样电压低于设定的门限值时，DSP将PWM输出引脚置为高阻态，封锁PWM的信号的输出，达到保护电路电机本体和功率管的目的。

过流保护电路是为了防止电机在过载、起动和运行异常时由于电流过大而对功率开关管和电机本体产生损害而设计的。特别是当电机堵转的时候，此时电流非常大，DSP一定得做出相应的动作来保护整个系统。

三、结语

无刷直流电机凭其自身的特点使其得到了越来越广泛的应用，特别是在电机驱动、机器人等领域。无刷直流电机采用电子换向，与传统的直流电机相比，它提高了系统的可靠性和维护性，同时又保持了直流电机的良好的调速控制性能。并且随着电力电子技术、计算机控制技术以及DSP技术的飞速发展，使得无刷直流电机控制系统有了很高质量的硬件平台。本文介绍了无刷直流电机控制系统的硬件实现。首先介绍了整个系统硬件构架。然后详细介绍了系统的主电路，控制电路，功率驱动电路、检测与保护电路。对电路的方案选择以及参数计算做了详细的阐述，对DSP控制单元及并且设计了控制板的外围电路，该设计结合算法能够使无刷直流电机控制系统获得更快的响应速度，更高的稳态精度，更好的抗干扰性能。

参考文献：

[1]殷云华. 基于DSP的无刷直流电机控制系统的设计和仿真研究：[硕士论文].中北大学，2007.

[2]李文. 集成化无刷直流电机及其控制系统设计与研究：[硕士论文].武汉理工大学，2009.