面向电力电子系统的TMS320F2812通用平台的设计与实现

论文摘要

在现代高性能电力电子系统中,DSP已经取代了微控制器成为控制器的核心。其快速强大的运算和处理能力以及并行运行的能力,满足了电力电子装置控制系统对实时性和处理算法复杂性的要求,为不断发展的新理论和新算法的应用奠定了技术基础,并越来越凸现出其强大的发展势头和宽广的应用前景。本文主要研究并设计了以TI公司最新推出的32位高性能DSP芯片TMS320F2812作为核心控制芯片的面向电力电子系统的平台,使其可用于多种电力电子设备的的控制和软件开发。论文围绕这个任务主要完成了如下几个方面的工作:首先分析了系统的组成原理,并着重介绍了DSP原理,TI公司TMS320系列F2812芯片资源;其次根据总体方案,设计了以32位高性能DSP芯片TMS320F2812为核心的系统主控制器,然后实现了各个功能模块硬件电路的设计;最后根据模块化程序的设计思想,在TMS320的软件集成开发环境(CCS)下,对系统中主要功能模块的软件构成作了细致的描述和分析。采用数字信号处理器构成的电力电子应用平台,使系统的运算能力和运算速度得到了很大的提高,为复杂程序设计奠定了基础。同时,复杂可编程逻辑器件的应用,简化了电路的设计,增强了系统的灵活性与可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 电力电子技术的发展
• 1.1.1 电力电子器件的发展
• 1.1.2 变流技术的发展
• 1.1.3 控制技术的发展
• 1.2 DSP的发展及应用现状
• 1.3 本文的主要工作
• 2 系统的总体设计
• 2.1 系统的设计原理
• 2.2 DSP控制系统概述
• 2.2.1 DSP芯片的结构特征
• 2.2.2 DSP控制系统
• 2.3 主控制芯片TMS320F2812的介绍
• 2.3.1 TMS320F2812的主要功能特点
• 2.3.2 TMS320F2812的CPU内核
• 2.3.3 TMS320F2812的外设
• 3 系统的硬件设计
• 3.1 基于TMS320F2812的主控制器的设计
• 3.1.1 TMS320F2812时钟
• 3.1.2 TMS320F2812存贮空间的配置
• 3.1.3 通用输入/输出GPIO多路复用器
• 3.1.4 SCI
• 3.1.5 SPI
• 3.1.6 控制器局域网CAN
• 3.1.7 ADC模块
• 3.1.8 事件管理器
• 3.2 模拟输入
• 3.2.1 模拟输入调理电路
• 3.2.2 A/D转换
• 3.2.3 片外A/D控制/状态寄存器
• 3.3 I/O输入与输出
• 3.3.1 输入
• 3.3.2 输出
• 3.4 实时时钟
• 3.4.1 IIC串口的RTC+NvRAM概述
• 3.4.2 对串行RTC+NvRAM的访问
• 3.4.3 RTC+NvRAM时钟寄存器
• 3.5 USB
• 3.5.1 CY7C68001芯片概述
• 3.5.2 CY7C68001芯片寄存器
• 3.5.3 TMS320F2812与CY7C68001的硬件接口
• 3.5.4 CY7C68001命令口的读/写操作
• 3.6 串行EEPROM
• 3.6.1 SPI串行EEPROM概述
• 3.6.2 F2812与SPI串行EEPROM接口
• 3.7 以太网
• 3.7.1 CS8900A芯片概述
• 3.7.2 CS8900A与TMS320F2812的接口
• 3.8 人机接口
• 3.8.1 T6963C概述
• 3.8.2 T6963C的指令集
• 4 系统的软件设计
• 4.1 CCS软件开发平台简介
• 4.1.1 CCS功能介绍
• 4.1.2 CCS开发流程
• 4.2 DSP主控制器的软件设计
• 4.3 CAN口程序设计
• 4.4 SCI程序设计
• 4.5 AD程序设计
• 4.6 USB程序设计
• 4.6.1 USB的初始化
• 4.6.2 主循环程序
• 4.6.3 中断服务程序
• 4.7 液晶及键盘程序设计
• 5 结束语
• 致谢
• 参考文献