第一篇：DSP學(xué)習(xí)小結(jié)

根據(jù)一學(xué)期以來對DSP這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)到了很多DSP相關(guān)的知識。了解了如何根據(jù)實際需求選擇DSP芯片，也知道了C54x的會變和鏈接過程，還掌握了C54x的尋址方式，尤其是直接和簡介尋址。在參考技術(shù)手冊時也能讀懂C54x的匯編和C例程，了解C54x的終端系統(tǒng)和片內(nèi)外設(shè)的控制方式。

DSP是Demand-Side Platform的縮寫，即需求方平臺。這一概念起源于網(wǎng)絡(luò)廣告發(fā)達的歐美，是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)和廣告業(yè)的飛速發(fā)展新興起的網(wǎng)絡(luò)廣告領(lǐng)域。它是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，源源超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。

DSP核心特征：一個真正意義的DSP，必須擁有兩個核心特征，一是擁有強大的RTB(Real-Time Bidding)的基礎(chǔ)設(shè)施和能力，二是擁有先進的用戶定向(AudienceTargeting)技術(shù)。

DSP系統(tǒng)的設(shè)計還沒有非常好的正規(guī)設(shè)計方法。在設(shè)計DSP系統(tǒng)之前，首先必須根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的目標確定系統(tǒng)的性能指標、信號處理 的要求，通?？捎脭?shù)據(jù)流程圖、數(shù)學(xué)運算序列、正式的符號或自然語言來描述。第二步是根據(jù)系統(tǒng)的要求進行高級語言的模擬。

在完成第二步之后，接下來就可以設(shè)計實時DSP系統(tǒng)，實時DSP系統(tǒng)的設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個方面。

系統(tǒng)的軟件和硬件分別調(diào)試完成后，就可以將軟件脫離開發(fā)系統(tǒng)而直接在應(yīng)用系統(tǒng)上運行。

DSP優(yōu)點是對元件值的容限不敏感，受溫度、環(huán)境等外部因素影響小；容易實現(xiàn)集成；VLSI可以分時復(fù)用，共享處理器；方便調(diào)整處理器的系數(shù)實現(xiàn)自適應(yīng)濾波；可實現(xiàn)模擬處理不能實現(xiàn)的功能：線性相位、多抽樣率處理、級聯(lián)、易于存儲等；可用于頻率非常低的信號。

DSP缺點是需要模數(shù)轉(zhuǎn)換；受采樣頻率的限制，處理頻率范圍有限；數(shù)字系統(tǒng)由耗電的有源器件構(gòu)成，沒有無源設(shè)備可靠。但是其優(yōu)點遠遠超過缺點。

目前，中國的DSP才剛剛起步，發(fā)展正方興未艾。但嚴格意義上符合DSP兩大核心特征的公司，更是非常之少，整個國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)展示廣告領(lǐng)域?qū)τ贒SP的理解都遠遠沒有達到普及的程度。

第二篇：DSP學(xué)習(xí)總結(jié)

DSP學(xué)習(xí)總結(jié)

根據(jù)一學(xué)期以來對DSP這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)到了很多DSP相關(guān)的知識。了解了如何根據(jù)實際需求選擇DSP芯片，也知道了C54x的匯編和鏈接過程，還掌握了C54x的尋址方式。對于老師的授課方法也有一定的見解。

開始學(xué)DSP的時候比較著急，因為也感覺什么都不會，不知道從哪里下手。手上的資料只有書，后來去圖書館看了兩本，一本是《DSP原理與開發(fā)》，除了有詳細的理論說明之外，還會在每個章節(jié)之后配上一個例程，缺點就是錯誤也不少，估計時間太倉促，校對沒做好。另一本書是清華大學(xué)出版社的《TMS320C28X系列DSP的CPU與外設(shè)》，是從TI的英文的技術(shù)手冊翻譯過來的，分上、下兩冊，可以作為工具書，很實用，缺點是沒有例子。書看了一兩遍，覺得還是一頭霧水。后來有相應(yīng)的實驗開課，慢慢對DSP有點了解了，剛開始都不知道怎么建PROJECT，后來問了同學(xué)，然后再看TI的例程，仿照它的程序框架，邊看例程，邊對著實驗指導(dǎo)書，看得主要是如何初始化，需要對每個外設(shè)進行哪些寄存器的初始化，寄存器為什么這樣設(shè)置，程序如何進中斷，如何出中斷等等。邊看書邊做實驗，效率會高很多，也就能慢慢理解了。

對于剛學(xué)DSP的新手我覺得掌握一些初級知識就差不多了。

第一步：硬件入門。1.先學(xué)習(xí)DSP的硬件基礎(chǔ)：了解CPU結(jié)構(gòu)、中斷、EMIF、HPI、GPIO、SPI、Timer、供電方式、時鐘；2.了解DSP互連的存儲器：SDRAM、FLASH、FIFO、雙口RAM、SDSRAM等不需深入研究；3.了解CPLD/FPGA的硬件結(jié)構(gòu)、連接原理、VerilogHDL編程語言需深入研究；4.了解DSP Bootloader不需深入研究；5.了解DSP和外部通信的接口：PCI、USB、LAN、UART等，有時間可以看看DM642的VideoPort

第二步：工具入門。1.學(xué)習(xí)數(shù)字電路、模擬電路、電路分析的知識；2.學(xué)好一種PCB繪制軟件如Protel DXP2006；3.學(xué)習(xí)信號完整性、學(xué)習(xí)傳輸線理論，特性阻抗知識；

關(guān)于老師上課的方式我認為：1.太多的理論知識枯燥乏味，因為有實驗課，我覺得老師可以根據(jù)實驗要做的內(nèi)容在課堂上深入講解，這樣在講述的同時能讓同學(xué)們認真聽，認真記以便于實驗課程的順利完成，比純理論效果會好點。2.課上應(yīng)該多講解一些例子，由淺而深，我覺得上課關(guān)鍵是調(diào)動同學(xué)的積極性，能吸引學(xué)生的很多是夾雜著現(xiàn)實生活中的事，中國的DSP才剛剛起步，發(fā)展正方興未艾，嚴格意義上符合DSP兩大核心特征的公司，更是非常之少，整個國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)展示廣告領(lǐng)域?qū)τ贒SP的理解都遠遠沒有達到普及的程度，有很大的發(fā)展?jié)摿?，讓同學(xué)們意識到學(xué)習(xí)DSP是有用的。

第三篇：Dsp學(xué)習(xí)筆記

GPIO作為通用I/O口使用

a)EALLOW;//防止私自寫或覆蓋寄存器的內(nèi)容，加了這句，接下來可以操作寄存器了 b)GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO0 = 0;// GPIO0復(fù)用為普通I/O功能 c)GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO0 = 1;// 1，設(shè)置為輸出；0設(shè)置為輸入 d)EDIS;//加了這句，接下來不可以操作寄存器

注：EALLOW,EDIS總是成對出現(xiàn)中斷過程（代碼以配置SCIB模塊的接收中斷為例，LSPCLK是37.5MHz）

中斷共分三級，1，外設(shè)級；2，PIE級；3，CPU級；外設(shè)級的中斷標志必須手動清零；PIE級和CPU級的中斷標志位由硬件自動清零。中斷響應(yīng)例程：

第一步，配置中斷源，即允許產(chǎn)生什么類型點中斷。例如，定時器中斷，串口中斷，外部中斷等。ScibRegs.SCICTL2.bit.RXBKINTENA =1;允許接收中斷

第二步，配置PIE(外部中斷擴展)

a)InitPieCtrl();//初始化Pie控制

b)InitPieVectTable();//初始化Pie向量表控制

c)EALLOW;

d)PieVectTable.SCIRXINTB=&scibreceive;//指定中斷服務(wù)程序地址e)EDIS;

f)PieCtrlRegs.PIECTRL.bit.ENPIE=1;//使能從PIECTRL中讀取中斷向量 g)PieCtrlRegs.PIEIER9.bit.INTx3=1;//使能SCIB的接收中斷

h)IER |= M_INT9;//允許外部中斷

i)EINT;

j)ERTM;

第三步，中斷響應(yīng)

在中斷服務(wù)程序里，必須用PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP9;//清楚中斷已響應(yīng)標識，再寫自己等程序代碼串口配置

InitScibGpio();scib_echoback_init();AD轉(zhuǎn)換

InitAdc();//允許ADC時鐘，帶隙和參考電路上電，核中模擬電路上電

AdcRegs.ADCTRL2.all = 0x2000;//ADC模塊開始轉(zhuǎn)換

程序在FLASH運行時，需要加如下兩句代碼：（不知道具體原因）

MemCopy(&RamfuncsLoadStart, &RamfuncsLoadEnd, &RamfuncsRunStart);InitFlash();

第四篇：C64X DSP EDMA小結(jié)及實例詳解(ZZ)

C64X DSP EDMA小結(jié)及實例詳解(ZZ)

by-2008-8-1 16:51:29

標簽(TAG)：EDMADSP

C64X DSP EDMA小結(jié)

（1）EDMA概要

①EDMA數(shù)據(jù)傳輸有兩種發(fā)起方式：

? CPU發(fā)起的EMDA數(shù)據(jù)傳輸（非同步方式）：需要傳輸時，CPU設(shè)置ESR寄存器的相應(yīng)位為1，從而觸發(fā)一個EDMA事件的產(chǎn)生，事件對應(yīng)的通道參數(shù)被送往地址硬件并且完成相應(yīng)的處理，這種非同步方式的實時數(shù)據(jù)傳輸無需設(shè)定EER寄存器；

? 事件觸發(fā)方式EDMA數(shù)據(jù)傳輸（同步方式）：ER寄存器保存外設(shè)發(fā)送過來的事件，一旦CPU設(shè)置EER寄存器的相應(yīng)位為1后，ER中的事件才會提交給事件編碼器（Event Encoder），并且進一步引起相關(guān)的傳輸參數(shù)的發(fā)送給地址產(chǎn)生硬件；如果EER中對應(yīng)于某事件的位沒有置1，則ER寄存器中的事件將保留，一旦置1則觸發(fā)EDMA的傳輸，這種特性可以應(yīng)用到EDMA Chain傳輸，需要EER和CCER結(jié)合使用；

（2）EDMA數(shù)據(jù)傳輸類型：

EDMA有兩種類型的數(shù)據(jù)傳輸：1D和2D的（OPT.2DS和OPT.DDS標示源地址和目的地址的數(shù)據(jù)傳輸類型，即有4種組合方式）；數(shù)據(jù)的維數(shù)表明了數(shù)據(jù)的組成方式：

①1D數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)組成是“塊->幀->元素”；一個塊中的每幀數(shù)據(jù)是獨立處理（即可以理解亦為2D數(shù)據(jù)，但是第二維永遠是1），每次處理是一個元素，因此一幀中的數(shù)據(jù)元素可以是在同一個內(nèi)存地址、連續(xù)的地址或者是與同一幀中的前面的數(shù)據(jù)元素地址具有一定偏移（Offset，由ELEIDX通道參數(shù)指定）的某地址；不同幀之間的內(nèi)存地址偏移由FRMIDX通道參數(shù)指定（兩幀的第一個元素之間的偏移或者后一幀的第一個元素的地址與前一幀的最后一個元素地址的偏移，具體依賴于通道參數(shù)FS的設(shè)定）；每幀的數(shù)據(jù)元素個數(shù)可以不同，由通道參數(shù)ELECNT指定，傳完一幀數(shù)據(jù)后由ELERLD重新載入塊中的下一幀的數(shù)據(jù)元素個數(shù)ELECNT；塊中的幀的個數(shù)由通道參數(shù)FRMCNT指定；

1D數(shù)據(jù)傳輸有兩種同步方式：OPT.FS＝0，元素同步方式；OPT.FS=1，幀同步方式；

元素同步時，一次同步事件引起一幀中的一個元素的傳輸，每傳輸一次ELECNT遞減1；當同步事件觸發(fā)時，ELECNT＝1表明是一幀的最后一個數(shù)據(jù)元素，此時EDMA控制器除了完成最后這個元素的傳輸外，還需要重新載入ELECNT（通過ELERLD）并且FRMCNT遞減1；ELEIDX表示元素之間的偏移，F(xiàn)RMIDX表示一幀的最后一個元素和下一幀的第一個元素之間的偏移；如果OPT.LINK=1時，傳輸完成中斷產(chǎn)生（FRMCNT＝0）就重新從PRAM中載入當前通道的其他參數(shù)；

幀同步時，一次同步事件引起一幀數(shù)據(jù)的傳輸，F(xiàn)RMIDX表示兩幀的第一個元素

之間的偏移；

② 2D數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)組成為“塊->數(shù)組->元素”，同一數(shù)組中的元素是連續(xù)存放的，因此ELEIDX無意義；數(shù)組中的元素素引表示2D的第一維，塊中的數(shù)組索引表示2D的第二維；FRMIDX的值依賴于OPT.FS的設(shè)定；

OPT.FS=0：表示一次同步事件傳輸一個數(shù)組，此時FRMIDX是數(shù)組首地址之間的偏移；每傳完一個數(shù)組，F(xiàn)RMCNT遞減1；當OPT.LINK＝1并且FRMCNT遞減至0時，從PRAM的中重新載入當前通道的其他參數(shù)；

OPT.FS=1：表示一次同步事件傳輸一個塊；FRMIDX表示前一個數(shù)組的最后一個元素的地址與后一個數(shù)組的第一個元素的地址之間的偏移；如果OPT.LINK等于1，則當整塊數(shù)據(jù)傳完時，重新從PRAM中為當前通道載入新的參數(shù)；

（3）EDMA傳輸過程的源/目的地址的修改

在每次同步事件觸發(fā)EDMA數(shù)據(jù)傳輸，并且傳輸完成后，需要對源/目的地址進行更新；地址的更新方式由SUM/DUM進行設(shè)定，并且和2DS、2DD以及FS是密切相關(guān)的；

（4）數(shù)據(jù)元素大小和對齊方式

源/目的地址是在元素大小的邊界對齊的，因此要注意指向源/目的地址的指針的類型需要和OPT.ESIZE匹配；

（5）FRMCNT和ELEMCNT的更新

QUESTION：每次進行計數(shù)更新時，ELERLD的值哪里來的？

（6）EDMA Linking Transfer

當傳輸完成時（根據(jù)當前通道參數(shù)設(shè)定已經(jīng)傳完所有數(shù)據(jù)了，具體條件如下表所示），并且OPT.LINK=1，EDMA控制器會根據(jù)通道參數(shù)LINK（非OPT.LINK，16bits）從PaRAM中的其他位置（以24個字節(jié)對齊，因為通道參數(shù)為6WORD）重新載入當前傳輸通道的參數(shù)；可以鏈接到一個空的通道參數(shù)集（NULL Parameter）來停止EDMA傳輸，也可以自鏈接（用于循環(huán)緩沖處理或者重復(fù)的數(shù)據(jù)傳輸）；Linking過程中不對相關(guān)寄存器作判定；

（7）EDMA中斷

C64X DSP的EDMA控制器的所有64個通道只產(chǎn)生一種中斷：EDMA_INT。如果需要讓第n個EDMA通道（或者QDMA請求）可以在傳輸完成時可以產(chǎn)生中斷通知CPU的話，應(yīng)該如下設(shè)定：

? OPT.TCINT=1：表示啟用傳輸完成中斷

? OPT.TCC=n：在傳輸完成時，CIPR[TCC]=1，用于標記對應(yīng)通道的傳輸完成，即便對應(yīng)的CIER位沒有啟動，傳輸完成事件還是會在CIPR記錄，即掛起的含義所在；

? OPT.CIER[n]=1：表示立即允許掛起的第n個通道傳輸完成事件觸發(fā)EDMA_INT中斷發(fā)送給CPU；

其中，TCC用于表示的通道的位數(shù)不夠時，可以擴展使用TCCM（即TCCM:TCC），CIPR和CIER均由兩個寄存器組成：CIPRL＋CIPRH以及CIERL＋CIERH。

中斷服務(wù)例程ISR讀取CIPR，確定哪一個通道完成了數(shù)據(jù)傳輸，進行相應(yīng)的處理。ISR在進行處理之前需要清除CIPR中確定了通道的位（寫入1到相關(guān)位清除，寫入0不起作用），目的是記錄以后的傳輸完成事件的發(fā)生。在中斷服務(wù)例程對某通道的傳輸完成中斷進行服務(wù)后，因為期間有可能有其他通道傳輸完成了，也已經(jīng)設(shè)置了CIPR中的相應(yīng)位，或者也有可能本來有好幾個中斷掛起了并

且現(xiàn)在觸發(fā)了，因此中斷服務(wù)例程必須檢查所有的CIPR并全部完成中斷服務(wù)才行。當CIPR[n]&CIER[n]=1時，則設(shè)置對應(yīng)的IFR為1，防止在退出ISR時丟失中斷并且使得可以多次調(diào)用ISR。中斷服務(wù)例程的一個任務(wù)是清除CIPR和CIER中的與通道對應(yīng)的位。

C64X DSP除了傳輸完成中斷外，還有交替性傳輸完成中斷，即在傳輸過程中完成一個傳輸子過程（如傳完一個數(shù)據(jù)元素、傳完一個幀/數(shù)組數(shù)據(jù)；2D幀同步傳輸沒有交替性傳輸完成中斷）給CPU發(fā)送一個中斷，相應(yīng)的設(shè)定由OPT.ATINT、OPT.ATCC設(shè)定，處理過程和傳輸完成中斷雷同，區(qū)別只是在傳輸還沒全部完成的過程中進行中斷處理而已。

這是使用BIOS和CSL LIB 作EDMA簡單例子.在CCS BIOS 中需要作 中斷--EDMA--edmaHwi 的設(shè)置.Spru234 和 spra636a 都是有用的參考

解釋見注釋.void main()

{

initEdma();//Edma 初始化

initHwi();//中斷初始化

EDMA_setChannel(hEdma);//開始EDMA傳送

while(1){}

}

void initEdma(void)

{

EDMA_Config gEdmaConfig;//EDMA設(shè)置表

hEdma = EDMA_open(EDMA_CHA_ANY, EDMA_OPEN_RESET);//

gXmtTCC = EDMA_intAlloc(-1);//分配一個可用的TCC

....//根據(jù)實際需要填寫EDMA設(shè)置表

EDMA_config(hEdma, &gEdmaConfig);設(shè)置EDMA通道

hEdmaReload = EDMA_allocTable(-1);//得到EDMA重載標實

EDMA_config(hEdmaReload, &gEdmaConfig);// 設(shè)置EDMA重載通道 EDMA_link(hEdma, hEdmaReload);//設(shè)置EDMA重載

EDMA_link(hEdmaReload, hEdmaReload);//設(shè)置EDMA重載

EDMA_intClear(gXmtTCC);// 清除可能的EDMA中斷

EDMA_intEnable(gXmtTCC);// 打開EDMA中斷

EDMA_intHook(gXmtTCC, edmaHwi);//通知系統(tǒng)edmaHwi是中斷服務(wù)者 }

void edmaHwi(int tcc)//中斷服務(wù)

{

。。//準備數(shù)據(jù)

EDMA_setChannel(hEdma);//再次開始EDMA傳送 }

第五篇：基于DSP開關(guān)電源

基于DSP的開關(guān)電源

摘要

本文以TMs320LF2407A為控制核心，介紹了一種基于DSP的大功率開關(guān)電源的設(shè)計方案。該電源采用半橋式逆變電路拓撲結(jié)構(gòu)，應(yīng)用脈寬調(diào)制和軟件PID調(diào)節(jié)技術(shù)實現(xiàn)了電壓的穩(wěn)定輸出。最后，給出了試驗結(jié)果。試驗表明，該電源具有良好的性能，完全滿足技術(shù)規(guī)定要求。關(guān)鍵字：DSP；開關(guān)電源；PID調(diào)節(jié)

ABSTRACT In this paper,setting TMs320LF2407A as the control center, it describes a DSP-based high-power switching power source design.The power supply uses a half-bridge inverter circuit topology, applications and software PID regulator pulse width modulation technology to achieve a stable output voltage.Finally, the experimental results was given.The experimental results show that the power supply has a good performance, fully meeting the technical requirements.Key Words: DSP;Switching power supply;PID

0 引 言

信息時代離不開電子設(shè)備，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子設(shè)備的種類與日俱增，與人們的工作、生活的關(guān)系也日益密切。任何電子設(shè)備又都離不開可靠的供電電源，它們對電源供電質(zhì)量的要求也越來越高。

目前，開關(guān)電源以具有小型、輕量和高效的特點而被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，是當今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源。與之相應(yīng)，在微電子技術(shù)發(fā)展的帶動下，DSP芯片的發(fā)展日新月異，因此基于DSP芯片的開關(guān)電源擁有著廣闊的前景，也是開關(guān)電源今后的發(fā)展趨勢。電源的總體方案設(shè)計

本文所設(shè)計的開關(guān)電源的基本組成原理框圖如圖1所示，主要由功率主電路、DSP控制回路以及其它輔助電路組成。

開關(guān)電源的主要優(yōu)點在“高頻”上。通常濾波電感、電容和變壓器在電源裝置的體積和重量中占很大比例。從“電路”和“電機學(xué)”的有關(guān)知識可知，提高開關(guān)頻率可以減小濾波器的參數(shù)，并使變壓器小型化，從而有效地降低電源裝置的體積和重量。以帶有鐵芯的變壓器為例，分析如下：

圖1.開關(guān)電源基本原理

設(shè)鐵芯中的磁通按正弦規(guī)律變化，即φ= φMsinωt，則：

eL??Wd????Wcos?t?EMcos?t dt(1)式中，EM= ωWφ M=2πfWφM，在正弦情況下，EM=√2E，φM=BMS，故：

E?2?fW?M?4.44fWBMS 2(2)式中，f為鐵芯電路的電源頻率；W 為鐵芯電路線圈匝數(shù)；BM為鐵芯的磁感應(yīng)強度；S為鐵芯線圈截面積。

從公式可以看出電源頻率越高，鐵芯截面積可以設(shè)計得越小，如果能把頻率從50 Hz提高到50 kHz，即提高了一千倍，則變壓器所需截面積可以縮小一千倍，這樣可以大大減小電源的體積。

綜合電源的體積、開關(guān)損耗以及系統(tǒng)抗干擾能力等多方面因素的考慮，本開關(guān)電源的開關(guān)頻率設(shè)定為30 kHZ。系統(tǒng)的硬件設(shè)計 2.1 功率主電路

本電源功率主回路采用“AC-DC-AC—DC”變換的結(jié)構(gòu)，主要由輸入電網(wǎng)EMI濾波器、輸人整流濾波電路、高頻逆變電路、高頻變壓器、輸出整流濾波電路等幾部分組成，如圖2所示。

圖2.功率主電路原理圖

圖3.功軍主回路的電壓波形變化

本開關(guān)電源采用半橋式功率逆變電路。如圖2所示，輸入市電經(jīng)EMI濾波器濾波，大大減少了交流電源輸入的電磁干擾，并同時防止開關(guān)電源產(chǎn)生的諧波串擾到輸入電源端。再經(jīng)過橋式整流電路、濾波電路變成直流電壓加在P、N兩點問。P、N之間接人一個小容量、高耐壓的無感電容，起到高頻濾波的作用。半橋式功率變換電路與全橋式功率變換電路類似，只是其中兩個功率開關(guān)器件改由兩個容量相等的電容CA1和CA2代替。在實際應(yīng)用中為了提高電容的容量以及耐壓程度，CA1和CA2往往采用的是由多個等值電容并聯(lián)組成的電容組。C A1、CA2 的容量選值應(yīng)在電源體積和重量允許的條件下盡可能的大，以減小輸出電壓的紋波系數(shù)和低頻振蕩。CA1 和CA2 在這里同時起到了靜態(tài)時分壓的作用，使Ua =Uin／2。

在本電源的設(shè)計中，采用IGBT來作為功率開關(guān)器件。它既具有MOSFET的通斷速度快、輸入阻抗高、驅(qū)動電路簡單及驅(qū)動功率小等優(yōu)點，又具有GTR的容量大和阻斷電壓高的優(yōu)點。

在IGBT的集射極間并接RC吸收網(wǎng)絡(luò)，降低開關(guān)應(yīng)力，減小IGBT關(guān)斷產(chǎn)生的尖峰電壓；并聯(lián)二極管DQ實現(xiàn)續(xù)流的作用。二次整流采用全波整流電路，通過后續(xù)的LC濾波電路，消除高頻紋波，減小輸出直流電壓的低頻振蕩。LC濾波電路中的電容由多個高耐壓、大容量的電容并聯(lián)組成，以提高電源的可靠性，使輸出直流電壓更加平穩(wěn)。2.2 控制電路

控制電路部分實際上是一個實時檢測和控制系統(tǒng)，包括對開關(guān)電源輸出端電壓、電流和IGBT溫度的檢測，對收集信息的分析和運算處理，對電源工作參數(shù)的設(shè)置和顯示等。其控制過程主要是通過采集開關(guān)電源的相關(guān)參數(shù)，送入DSP芯片進行預(yù)定的分析和計算，得出相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，通過改變輸出PWM波的占空比，送到逆變橋開關(guān)器件的控制端，從而控制輸出電壓和電流。

控制電路主要包括DSP控制器最小系統(tǒng)、驅(qū)動電路、輔助電源電路、采樣電路和保護電路。

（1）DSP控制器最小系統(tǒng)

DSP控制器是其中控制電路的核心采用TMS32OLF2407A DSP芯片，它是美國TEXAS INSTU—MENTS（TI）公司的最新成員。TMS30LF2407A基于C2xLP內(nèi)核，和以前C2xx系列成員相比，該芯片具有處理性能更好（30MIPS）、外設(shè)集成度更高、程序存儲器更大、A／D轉(zhuǎn)換速度更快等特點，是電機數(shù)字化控制的升級產(chǎn)品，特別適用于電機以及逆變器的控制。DSP控制器最小系統(tǒng)包括時鐘電路、復(fù)位電路以及鍵盤顯示電路。時鐘電路通過15 MHz的外接晶振提供；復(fù)位電路直接通過開關(guān)按鍵復(fù)位；由4×4的矩陣式鍵盤和SPRT12864M LCD構(gòu)成了電源系統(tǒng)的人機交換界面。

（2）驅(qū)動放大電路

IGBT的驅(qū)動電路采用脈沖變壓器和TC4422組成，其電路原理圖如圖4所示：

圖4.IGBT驅(qū)動電路原理圖

由于TMS320LF2407A的驅(qū)動功率較小，不能勝任驅(qū)動開關(guān)管穩(wěn)定工作的要求，因此需要加上驅(qū)動放大電路，以增大驅(qū)動電流功率，提高電源系統(tǒng)的可靠性。如圖4所示，采用兩片TCA422組成驅(qū)動放大電路。

TC4421／4422是Microchip公司生產(chǎn)的9A高速MOsFET／IGBT驅(qū)動器，其中TC4421是反向輸出，TC4422是同向輸出，輸出級均為圖騰柱結(jié)構(gòu)。

TC4421／4422具有以下特點：

①輸出峰值電流大：9 A；

② 電源范圍寬：4.5 V～18 V；

③連續(xù)輸出電流大：最大2 A；

④快速的上升時間和下降時間：30 ns（負載4700pF），180 ns（負載47000 pF）；

⑤傳輸延遲時間短：30 ns（典型）；

⑥供電電流?。哼壿嫛?”輸入～200μA（典型），邏輯“0”輸入～55 μA（典型）；

⑦輸出阻抗低：1.4 Ω（典型）；

⑧閉鎖保護：可承受1.5 A的輸出反向電流；

⑨輸入端可承受高達5 V的反向電壓；

⑩能夠由TTL或CMOS電平（3 V～18 V）直接驅(qū)動，并且輸人端采用有300 mV滯回的施密特觸發(fā)電路。

當TMS320LF2407A輸出的PWM1為高電平，PWM2為低電平時，經(jīng)過TCA422驅(qū)動放大后輸出，在脈沖變壓器一次側(cè)所流過的電流從PWMA流向PWMB，如圖4中箭頭所示，電壓方向為上正下負。

根據(jù)變壓器的同名端和接線方式，則開關(guān)管Q1的柵極電壓為正，Q2的柵極電壓為負。因此，此時是驅(qū)動QM1導(dǎo)通。反之若是PWM1為高電平，PWM2為低電平時，則是驅(qū)動Q2導(dǎo)通。四只二極管DQ1 ～DQ2的作用是消除反電動勢對TCA422的影響。

（3）輔助電源電路

本開關(guān)電源電路設(shè)計過程中所需要的幾路工作電源如下：

① TMS320LF2407 DSP所需電源：I／O 電源（3.3 V），PLL（PHSAELOCKED LOOP）電源（3.3 V），F(xiàn)IASH編程電壓（5 V），模擬電路電源電壓（3.3 V）；②TCA422芯片所需電源：電源端電壓范圍4.5～18 V（選擇15 V）；③采樣電路中所用運算放大器的工作電源為15 V。

因此，整個控制電路需要提供15 V、5 V和3.3 V三種制式的電壓。設(shè)計中選用深圳安時捷公司的HAw 5-220524 AC／DC模塊將220 V、50 Hz的交流電轉(zhuǎn)換成24 V直流電，然后采用三端穩(wěn)壓器7815和7805獲得15 V和5 V的電壓。TMS320LF2407A所需的3.3 V由5 V通過TPS7333QD電壓芯片得到。（4）采樣電路

電壓采樣電路由三端穩(wěn)壓器TL431和光電耦合器PC817之問的配合來構(gòu)成。電路設(shè)計如圖5所示，TL431與PC817一次側(cè)的LED串聯(lián)，TL431陰極流過的電流就是LED的電流。輸出電壓Ud經(jīng)分壓網(wǎng)絡(luò)后到參考電壓UR與TL431中的2.5 V基準電壓Uref進行比較，在陰極上形成誤差電壓，使LED的工作電流 If發(fā)生變化，再通過光耦將變化的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號送人LF2407A的ADCIN00引腳。

圖5.電壓采樣電路原理圖

由于TMS320LF2407A的工作電壓為3.3 V，因此輸入DSP的模擬信號也不能超過3.3 V。為防止輸入信號電壓過高造成A／D輸入通道的硬件損壞，我們對每一路A／D通道設(shè)計了保護電路，如圖5所示，Cu2，CU3 起濾波作用，可以將系統(tǒng)不需要的高頻和低頻噪聲濾除掉，提高系統(tǒng)信號處理的精度和穩(wěn)定性。

另外，采用穩(wěn)壓管限制輸入電壓幅值，同時輸入電壓通過二極管與3.3 V電源相連，以吸收瞬間的電壓尖峰。

當電壓超過3.3 V時，二極管導(dǎo)通，電壓尖峰的能量被與電源并聯(lián)的眾多濾波電容和去耦電容吸收。并聯(lián)電阻Ru4的目的是給TL431提供偏置電流，保證TL431至少有1 mA的電流流過。Cu1 和RU3作為反饋網(wǎng)絡(luò)的補償元件，用以優(yōu)化系統(tǒng)的頻率特性。

電流采樣的原理與電壓采樣類似，只是在電路中要通過電流傳感器將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，然后再進行采集。

（5）保護電路

為保證系統(tǒng)中功率轉(zhuǎn)換電路及逆變電路能安全可靠工作，TMs320LF2407A提供了PDPINTA,各種故障信號經(jīng)或門CD4075B綜合后，經(jīng)光電隔離、反相及電平轉(zhuǎn)換后輸入到PDPINTA引腳，有任何故障時，CD4075B輸出高電平，PDPINTA引腳相應(yīng)被拉為低電平，此時DSP所有PWM輸出管腳全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，即封鎖PWM輸出。整個過程不需要程序干預(yù)，由硬件實現(xiàn)。這對實現(xiàn)各種故障信號的快速處理非常有用。在故障發(fā)生后，只有在人為干預(yù)消除故障，重啟系統(tǒng)后才能繼續(xù)工作。系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)

為了構(gòu)建DSP控制器軟件框架，使程序易于編寫、查錯、測試、維護、修改、更新和擴充，在軟件設(shè)計中采用了模塊化設(shè)計，將整個軟件劃分為初始化模塊、ADC信號采集模塊、PID運算處理模塊、PWM波生成模塊、液晶顯示模塊以及按鍵掃描模塊。各模塊間的流程如圖6所示。

圖6.功能模塊流程圖

3.1 初始化模塊

系統(tǒng)初始化子程序是系統(tǒng)上電后首先執(zhí)行的一段代碼，其功能是保證主程序能夠按照預(yù)定的方式正確執(zhí)行。系統(tǒng)的初始化包括所有DSP的基本輸入輸出單元的初始設(shè)置、LCD初始化和外擴單元的檢測等。

3.2 ADC采樣模塊

TMS320LF2407A芯片內(nèi)部集成了10位精度的帶內(nèi)置采樣／保持的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（ADC）。根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求，10位ADC的精度可以滿足電壓的分辨率、電流的分辨率的控制要求，因此本設(shè)計直接利用DSP芯片內(nèi)部集成的ADC就可滿足控制精度。另外，該10位ADC是高速ADC，最小轉(zhuǎn)換時間可達到500 ns，也滿足控制對采樣周期要求。

ADC采樣模塊首先對ADC進行初始化，確定ADC通道的級聯(lián)方式，采樣時間窗口預(yù)定標，轉(zhuǎn)換時鐘預(yù)定標等。然后啟動ADC采樣，定義三個數(shù)組依次存放電壓、電流和溫度的采樣結(jié)果，對每一個信號采樣8次，經(jīng)過移位還原后存儲到相應(yīng)的數(shù)組中，共得到3組數(shù)據(jù)。如果預(yù)定的ADC中斷發(fā)生，則轉(zhuǎn)人中斷服務(wù)程序，對采樣的數(shù)據(jù)進行分析、處理和傳輸。以電壓采樣為例，其具體的流程圖如圖7所示。

圖7.程序流程圖

3.3 PID運算模塊

本系統(tǒng)借助DSP強大的運算功能，通過編程實現(xiàn)了軟件PID調(diào)節(jié)。由于本系統(tǒng)軟件中采用的是增量式PID算法，因此需要得到控制量的增量△un，式（3）為增量式PID算法的離散化形式：

?un?Kp(en?en?1)?Kien?Kd[en?2en?1?en?2]

(3)

開關(guān)電源在進入穩(wěn)態(tài)后，偏差是很小的。如果偏差e在一個很小的范圍內(nèi)波動，控制器對這樣微小的偏差計算后，將會輸出一個微小的控制量，使輸出的控制值在一個很小的范圍內(nèi)，不斷改變自己的方向，頻繁動作，發(fā)生振蕩，這既影響輸出控制器，也對負載不利。

為了避免控制動作過于頻繁，消除由于頻繁動作所引起的系統(tǒng)振蕩，在PID算法的設(shè)計中設(shè)定了一個輸出允許帶eo。當采集到的偏差|en|≤eo時，不改變控制量，使充電過程能夠穩(wěn)定地進行；只有當|en| >eo 時才對輸出控制量進行調(diào)節(jié)。PID控制模塊的程序流程如圖8所示：

圖8.PID運算程序流程圖

TMS320LF2407A內(nèi)部包括兩個事件管理器模塊EVA和EVB，每個事件管理器模塊包括通用定時器GP、比較單元、捕獲單元以及正交編碼脈沖電路。通過TMS320LF2407A事件管理模塊中的比較單元可以產(chǎn)生帶死區(qū)的PWM波，與PWM 波產(chǎn)生相關(guān)的寄存器有：比較寄存器CMPRx、定時器周期寄存器Tx—PR、定時器控制寄存器TxCON、定時器增／減計數(shù)器TxCNT、比較控制寄存器COMCONA／B、死區(qū)控制寄存器DBTCONA／B。

PWM波的生成需對TMS320LF2407A的事件管理模塊中的寄存器進行配置。由于選用的是PWM1／2，因此配置事件管理寄存器組A，根據(jù)需要生成帶死區(qū)PWM波的設(shè)置步驟為：

（1）設(shè)置并裝載比較方式寄存器ACTRA，即設(shè)置PWM波的輸出方式；

（2）設(shè)置T1CON寄存器，設(shè)定定時器1工作模式，使能比較操作；

（3）設(shè)置并裝載定時器1周期寄存器T1PR，即規(guī)定PWM 波形的周期；

（4）定義CMPR1寄存器，它決定了輸出PWM 波的占空比，CMPR1中的值是通過計算采樣值而得到的；

（5）設(shè)置比較控制寄存器COMCONA，使能PD—PINTA 中斷；

（6）設(shè)置并裝載死區(qū)寄存器DBTCONA，即設(shè)置死區(qū)時間。

圖9.帶死區(qū)PWM波的生成原理

3.5 鍵盤掃描及LCD顯示模塊

按鍵掃描執(zhí)行模塊的作用是判斷用戶的輸入，對不同的輸入做出相應(yīng)的響應(yīng)。本開關(guān)電源設(shè)計采用16個壓電式按鍵組成的矩陣式鍵盤構(gòu)成系統(tǒng)的輸入界面。16個按鍵的矩陣式鍵盤需要DSP的8個I／O口，這里選用IOPA0～IOPA3作為行線，IOPF0～IOPF3作為列線。由于TMS320LF2407A都是復(fù)用的I／O口，因此需要對MCRA和MCRC寄存器進行設(shè)置使上述8個I／O口作為一般I／O端口使用。按鍵掃描執(zhí)行模塊采用的是中斷掃描的方式，只有在鍵盤有鍵按下時才會通過外部引腳產(chǎn)生中斷申請，DSP相應(yīng)中斷，進人中斷服務(wù)程序進行鍵盤掃描并作相應(yīng)的處理。

LCD顯示模塊需要DSP提供11個I／O口進行控制，包括8位數(shù)據(jù)線和3位控制線，數(shù)據(jù)線選用IOPB0～IOPB7，控制線選用IOPFO IOPF2，通過對PBDATDIR和PFDATDIR寄存器的設(shè)置實現(xiàn)DSP與LCD的數(shù)據(jù)傳輸，實時顯示開關(guān)電源的運行狀態(tài)。結(jié)論

本文介紹的基于DSP的大功率高頻開關(guān)電源，充分發(fā)揮了DSP強大功能，可以對開關(guān)電源進行多方面控制，并且能夠簡化器件，降低成本，減少功耗，提高設(shè)備的可靠性。

參考文獻

[1]何希才.新型開關(guān)電源的設(shè)計與應(yīng)用[J]．北京：科學(xué)出版社，2001 [2]劉和平，嚴利平，張學(xué)鋒等.TMS320LF240xDSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用[J]．北京：航空航天大學(xué)出版社，2002 [3] 陳偉，馬金平，杜志江，李永利.基于DSP的PWM型開關(guān)電源的設(shè)計[J].微計算機信息，2006，12(5)：238-240 [4]周志敏，周紀海.開關(guān)電源實用技術(shù)——設(shè)計與應(yīng)用[J].北京：人民郵電出版社，2003 [5] 毛曉波.交流采樣技術(shù)及其DSP實現(xiàn)方法.微計算機信息[J].2005，11(5)：36-39