C2000系列DSP是Tl公司TMS320 DSP的三大系列之一，它既具有一般DSP芯片的高速運算和信號處理能力，又和單片機一樣在片內集成了豐富的外圍設備．所以，不僅適用于普通的數字信號處理，還適用于高性能數字控制系統。TMS320F2812是C2000系列中性能優良且應用廣泛的一種。《TMS320F2812 DSP應用技術》以TMS320F2812為代表，具體介紹TMS320F2812的結構、尋址方式和指令系統、程序編寫和調試、數字I/O模塊、事件管理器模塊、模數轉換器、SPl模塊、SCl模塊、eCAN控制器模塊、數字信號處理算法和電動機數字控制。
《TMS320F2812 DSP應用技術》可作為自動化、電氣工程、計算機應用和儀器儀表等專業本科生和研究生的教材，也可供從事相關專業工作的科研和工程技術人員參考。
數字信號處理器（digital signal processor，DSP）是一種運算速度快、處理功能強且內存容量大的單片微處理器，廣泛應用于控制系統、電氣設備、信號處理、通信、互聯網、儀器儀表和消費電子產品等方面。C2000系列DSP是美國德州儀器公司（Texas Instruments Incor-poration，TI公司）TMS320 DSP的三大系列之一，它既具有一般DSP芯片的高速信號處理和運算能力，又和單片機一樣在片內集成了豐富的外圍設備。
在C2000系列中，TI公司首先推出的是以C24x為內核的16位定點DSP，典型的指標為：40MIPS（每秒百萬條指令），16～64KB Flash，10bit AIX，典型的代表是TMS320LF2407A。隨著DSP芯片應用的不斷普及和深入，新的應用場合對它的性能提出了更高的要求。于是，TI公司推出了以C28x為內核的32位定點DSP，一般用TMS320C28x來統稱這一代芯片。目前這一代芯片分為兩個子系列：TMS320X281x（X可以取F、C和R，x可以取0、1和2）和TMS320F280x（x可以取1、6和8）。具體型號包括TMS320F2811、TMS320F2812、TMS320C2810、TMS320C2811和TMS320C2812等。TMS320F281x表示含有Flash的器件，TMS320C281x表示含有ROM的器件。該類芯片每秒可執行1.5億次指令（150MIPS）、具有單周期32位×32位的乘和累加操作（MAC）功能。TMS320F281x片內集成了128K／64K×16位的閃速存儲器（Flash），可方便地實現軟件的升級。此外，片內還集成了豐富的外圍設備，有采樣頻率達12.5MSPS的12位16路模／數轉換器、面向電機控制的事件管理器以及可為主機、測試設備、顯示器和其他組件提供接口的多種標準串口通信外圍設備等�？梢�，該類芯片既具備數字信號處理器卓越的數據處理能力，又像單片機那樣具有適于控制的片內外圍設備及接口，所以，又被稱為數字信號控制器（digital signal controller，DSC）。在這類芯片中，TMS320F280x是根據一些用量較大的應用場合而專門設計的簡化版，以降低成本，而TMS320F2812是這代芯片中的代表。所以，本書以TMS320F2812 DSP為代表，介紹其結構、尋址方式和指令系統、程序編寫和調試、數字輸入／輸出模塊、事件管理器模塊、模數轉換器模塊、串行外圍設備接口模塊、串行通信接口模塊、eCAN控制器模塊、數字信號處理算法和電機數字控制實例。全書共分ll章，具體內容如下：
第1章介紹TMS320F2812芯片的性能和結構、CPU結構和寄存器、程序流、乘法操作、移位操作、CPIJ中斷與復位、流水線和存儲器映射。
第2章介紹尋址方式和指令系統。
第3章介紹I）SP軟件開發流程、TI的集成開發環境CCS以及DSK2812開發板。
第4章介紹數字I／O端口的工作模式、I／O端口寄存器及其使用方法。
第5章介紹事件管理器的組成、原理、功能和應用。
第6章介紹ADC的特點、自動排序器工作原理、ADC時鐘的預標定、ADC的各種寄存器、模數轉換器改善精度的方法以及應用舉例——傳感器信號采集。
第7章介紹SPI模塊的組成、操作、中斷和控制寄存器以及應用舉例。
前言
第1章 TMS320F2812的結構
1.1 芯片性能和結構
1.2 CPU結構與寄存器
1.3 程序流
1.4 乘法操作
1.5 移位操作
1.6 CPU中斷與復位
1.7 流水線
1.8 存儲器映射
第2章 尋址方式和指令系統
2.1 尋址方式
2.2 C28x匯編語言簡介
第3章 程序編寫和調試
3.1 軟件開發流程
3.2 集成開發環境CCS
3.3 TMS320F2812開發板DSK2812
第4章 數字I／o模塊
4.1 概述
4.2 數字I／o端口工作模式
4.3 數字I／O端口寄存器
4.4 數字I／O端口應用舉例
第5章 事件管理器模塊
5.1 概述
5.2 通用定時器
5.3 全比較單元
5.4 PWM電路
5.5 PWM波形產生
5.6 捕獲單元
5.7 正交編碼器脈沖電路
5.8 事件管理器中斷
5.9 事件管理器的寄存器
5.10 應用舉例——頻率測量
第6章 模數轉換器(ADC)
6.1 概述
6.2 自動排序器工作原理
6.3 ADC時鐘的預標定
6.4 ADC供電模式和上電順序
6.5 ADC寄存器
6.6 應用舉例——傳感器信號采集
第7章 SPl模塊
7.1 增強型SPl模塊簡介
7.2 SPl模塊操作
7.3 SPl中斷
7.4 SPl控制寄存器
7.5 應用舉例——EEPROM存儲器讀寫
第8章 SCl模塊
8.1 SCl結構
8.2 SCl寄存器
8.3 應用舉例——串行通信
第9章 eCAN控制器模塊
9.1 eCAN控制器概述
9.2 eCAN控制器模塊寄存器
9.3 eCAN模塊的配置
9.4 應用舉例——eCAN通信自測試
第10章 數字信號處理算法
10.1 基于FFT的頻譜分析
10.2 FIR數字濾波
第11章 電動機數字控制
11.1 直流電動機
11.2 無刷直流電動機
11.3 永磁同步電動機
參考文獻
在電動機控制系統中，PWM信號被用來控制電力電子器件的開關時間，以便為電動機繞組提供所需的電流和能量。相電流的形狀和頻率以及提供給電動機繞組的能量一起控制著電動機的速度和轉矩。這里提供給電動機的電壓和電流就是調制信號，通常，調制信號的頻率要比PWM載波頻率低得多。
1.PWM信號的產生
為了產生一個PWM信號，需要通過一個合適的定時器不斷重復地進行計數，其計數周期等于PWM的周期，用一個比較寄存器來保存調制值，比較寄存器中的值不斷地和定時器計數器相比較，一旦發生匹配，在相應的輸出引腳上就產生一個跳變（從低到高或從高到低），當發生第二次匹配或定時器周期結束時，相應的輸出引腳上又會產生一個跳變（從高到低或從低到高）。通過這種方式，會產生一個開關時間和比較寄存器的值成比例的輸出脈沖。這個過程在每個定時器周期里都會被重復，但每次比較寄存器里的調制值又是不同的，這樣在相應的輸出引腳上就能得到一個PWM信號。
2.死區
在許多運動／電動機控制以及電力電子設備的應用中，通常會將兩個功率器件（上級和下級）串聯起來構成一個功率轉換橋臂。為了避免受擊穿導致失效，兩個功率器件的導通周期不能有重疊。因此，需要一對無重疊的PWM輸出信號來正確地開啟和關閉這兩個橋臂。死區單元的作用就是從一個晶體管被截止到另一個晶體管被導通期間插人一段死區時間，這段時間延遲能確保一個晶體管導通之前另一個晶體管已經完全關閉。具體延遲時間的長短通常由功率管的開關特性和特定應用場合下的負載特性決定。
5.5.1 用事件管理器產生PWM輸出
三個比較單元中的任一個都可以與通用（GP）定時器1（對于EVA模塊）或通用定時器3（對于EVB模塊）、死區單元以及事件管理器模塊中的輸出邏輯一起，產生一對帶可編程死區和輸出極性可控的PWM輸出。對應于每個EV模塊中的三個全比較單元，一共有六個這樣的專用PWM輸出引腳，這六個專用的輸出引腳可以非常方便地用來控制三相交流感應電動機或無刷直流電動機。由于比較動作控制寄存器（ACTRx）的控制作用，PWM的輸出動作具有很強的靈活性，因此，在許多應用場合下也可以用來控制開關磁阻電動機和同步磁阻電動機。PWM電路還用來控制其他類型的電動機，如單軸或多軸控制應用中的直流有刷電動機和步進電動機。如果需要的話，每個通用定時器的比較單元也都可以用來產生基于自身定時器的PWM輸出。
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