基于matlab的dsp控制系统设计

基于matlab的dsp控制系统设计内容摘要：

CCS工程。 CCS 平台的所有特性，包括编辑工具、编译链接、调试工具、代码压缩以及工程管理等等，都可以调用，帮助设计者随意地使用 MATLB、 Simulink、RealTime Workshop 以及硬件，利用 CCS 工程自动地编译、链接，将生成的可执行文件下载到 C67XX 芯片。 一般设计流程如图 2 所示。 图 基于 Simulink 与 C6000 Developer’s Kit for Ti DSP 是 MathWorks 公司和 Texas Instruments（ TI）公司合作开发的一个基于 Simulink 和 RealTime Workshop 的开发工具箱，有了这个开发工具箱，用户可以在 Simulink 的环境中搭建数字信号处理的算法，然后通过 RealTime Workshop 生成 面向 TMS320C6416 Evaluation Module（ C6416EVM）或者 Texas Instruments Code Composer Studio Integrated Development Enviroment（ CCS IDE）的 ANSI C 代码。 Developer’s Kit for Ti DSP 可以利用 TI的编译工具将生成的代码编译成面向 C6416EVM的机器码，并可将该机器码直接下载到 C6416EVM 上执行。 为了支持面向 C6416EVM 的代码生成，Developer’s Kit for Ti DSP 提供了一个基于 RealTime Workshop 的目标Target for C6416 EVM。 使用这个目标，用户可以从 Simulink 模型生成 C6416EVM毕业论文 的可执行文件或者生成一个针对 C6416EVM 的 CCS IDE 工程文件。 用户可以在 CCS IDE 环境中修改该工程文件，然后再编译下载。 TI(Texas Instruments)公司可向用户提供 C6416EVM，帮助用户开发针对TMS320C6416 的数字信号处理程序。 一方面， C6416EVM 上为 TMS320C6416 DSP提 供了输入端口、输出端口、时钟电路、内存单元和电源；另一方面， MathWorks公司和 TI 公司为 Windows 用户提供了集成的开发环境，方便用户开发、编译、下载和调试在 C6416EVM 上运行的算法程序。 除了能够产生面向 C6416EVM 的代码， Developer’s Kit for Ti DSP 还提供了使用 CCS IDE 和 TI RealTime Date Exchange（ RTDX）的两个接口。 开发工具 Developer’s Kit for TI DSP 三种接口 Developer’s Kit for TI DSP 向用户提供的三种接口，如图 3所示： 图 集成开发工具的三种接口 毕业论文 Target for CCS IDE/C2020/C5000/C6000 EVM Target for CCS IDE/6416 EVM 可让用户从数字信号处理的 Simulink 模型自动生成面向 C6416 EVM的 CCS IDE工程文件，并可进一步自动编译下载到 C6416 EVM 上执行。 设计人员可以快速地将数字信号的算法模型下载到实时硬件平台上执行，用以评估算法的性能，或者转换成一个 CCS IDE 工程文件， 实现从 Simulink环境到 CCS IDE 环境的无缝连接。 通过 Target for CCS IDE/C2020/C5000/C6000 EVM，用户可以方便地利用 MathWorks 公司提供的 DSP、通信和数学算法库，将主要的精力放在设计而不是在 DSP 编程上，进行反复的迭代设计，直到算法满足系统性能要求。 Target for CCS IDE/6416 EVM 对用户的价值在于： 有助于实现 DSP 算法原型； 系统级的算法验证； 从 Simulink 模型到 CCS IDE 工程的无缝转换； 降低编写 DSP代码的难度和工作 量。 Target for CCS IDE/C2020/C5000/C6000 EVM Link for CCS IDE Link for CCS IDE 接口实现了 CCS IDE 和 Matlab 之间的连接，允许用户在Matlab 命令窗口下载运行 CCS IDE 中的程序，与目标内存之间（非实时地）交换数据，检测处理器的状态，停止或者启动程序在 DSP 中的运行。 Link for CCS IDE 对用户的价值在于： 用户可以利用 Matlab 强大的数据分析和可视话功能，节省设计和调试程序的时间； 可以编写用 于调试数字信号处理程序的 m语言批处理脚本，实现调试和分析的自动化； 支持 TI的 C2020/5000/6000 系列 DSP。 Link for RTDX Link for RTDX 接口提供了 Matlab 和支持 RTDX 的 TI DSP 上运行的程序之间实时交换数据的一种方式。 通过 Developer’s kit for TI DSP 提供的 Matlab ActiveX 对象 CCSDSP，可以建立 Matlab 和 DSP 之间的通信通道，在 Matlab 命令毕业论文 窗口和 DSP 处理程序之间实时地发送和接收数据，而不必中断目 标程序的运行。 Link for RTDX 对用户的价值在于： 可以实现对实时数据的自动的高级分析和可视化； 实现对复杂 DSP 程序的有效验证； 支持 TI的 C2020/5000/6000 系列 DSP。 Matlab 中相应 DSP 工具箱的介绍 Matlab 工具箱含有各种系列的工具箱，对应各系列的模块。 如下图 C2020和 C6000： 图 Matlab 中 C2020lib 模块 毕业论文 图 Matlab 中的 C6000lib 模块 大致分为三部分： General、 Board Support、 Optimized Libraries。 这三块部分包含 DSP 所有部分。 具体的模块介绍在以下几章会做介绍。 以下在 Matlab 中对应 DSP 的模块，由于篇幅的限制以下只做个别介绍。 在 Matlab 中含有 C2020/C6000 的库 ,在命令窗口中输入： C2020lib，出现图。 双击 C2400 DSP Chip support，会显示图 毕业论文 图 C2400 dsp chip lib 模数转换 (ADC) 如图 这个 C24x ADC 模块可以设置 C24x ADC,模拟信号从已选的 ADC 输入引脚的模数转换输出信号值代表模 拟输入信号且转换结果放在数字信号处理寄存器。 你用这个模块可以捕捉和数字化外来信号源产生的模拟信号，如数字信号发生器，频谱发生器或是音频设备。 触发 C24x ADC 触发模式是由内置启动转换（ SOC）信号来触发， ADC 经常有软件毕业论文 在指定采样时间间隔触发，也就是同步模式。 这个模式的特定设置的有关信息可以参考 Configuring Acquisition Window Width for ADC Blocks。 在同步模式下， 事件管理（ EV）与 ADC 触发器有相同的单元且相联系。 例如，ADC 与脉宽调制电路（ PWM）波 形产生通过 EV 单元的 ADC StartEvent 信号设置。 ADC StartEvent 设置信息可以参考 C24x PWM模块。 注：如果 ADC 在级连模式下， ADC 不能与 PWM同步。 （如下） 输出 C24x ADC 输出是 16 组向量值，输出值范围是 0 到 1023，因为 C24x ADC 是10bit 整流器。 模式 C24x ADC 模块支持 ADC 级连排序和双排序。 在双排序模式下， A单元或是 B单元都可以在 ADC 模式下应用，也可以同时应用两个模式。 在级连模式， A单元与 B 单元都是有一个单独的 ADC 模式控制。 对话框 ADC 控制对话框 (图 ) 图 C24X ADC 参数窗口 特定 DSP 单元应用： A—— 使能 ADC 中 A 单元通道（ ADCINA0 到 ADCINA7）。 B—— 使能 ADC 中 B 单元通道（ ADCINB0 到 ADCINB7）。 毕业论文 A和 B—— 同时使能 ADC 中 A 和 B 单元通道（ ADCINA0 到 ADCINA7 和 ADCINB0到 ADCINB7）。 转换 单排序转换： 软件触发 —— 来自软件信号 EVA—— 来自事件管理器 A信号 EVB—— 来自事件管理 B 信号 外部引脚 —— 来自外部硬件信号 抽样时间 在几秒时间内，一串样本被转换到相应的 ADC通道。 这个速率可以从寄存器中读出。 可以参考 Scheduling and Timing了解更多的信息。 在不同组的 ADC 设置不同的抽样时间，你必须增加独立的 C24x ADC 模式到你的模形中，然后设置每个模块想要的抽样时间。 数据类型 输出类型有效的有 auto， double， single， int8， uint8， int16， uint16，int32,或 uint32。 输入通道对话框 图 C24X ADC 参数窗口 转换数量 毕业论文 若干个模数转换是逐个抽样。 转换 特定的通道与转换数字有关。 在 simulataneous 模式下，两个 ADC 通道与彼此转换相关。 在过采样模式下，一个给定的 ADC 通 道可以多次采样。 特定的一个通道可以进行多次采样。 多输出口 如果多于一个 ADC 通道被用于转换，你可以用独立的一个口来显示输出。 如果没有超过一个通道且没有用于多个输出口，这个数据就是一维微量。 注： 离散滤波器在 Simulink 只接受单声道输入。 连接 c24x 的 ADC 模块到模块 ，你必须输出单一 通道 ，或连接只有一个 ADC 的输出端口到一个离散滤波器。 脉冲宽度调制（ PWMs） 如图 图 LF2407 DSPs 包括一套脉冲宽度调制来用于产生各种信号。 这个模式提供了一套 A或是 B 管理事件模式，这个模式能产生你需 要的波形。 这 12个 PWMs 分成6组可以用于设置，每个管理事件中有三对。 注：所有输入到 C24x PWM 必须是有效值。 对话框 时间窗口 毕业论文 图 C24X PWM 参数窗口 模式 具体规定哪些对象的 PWM 成对使用 ： A—— 使能在 A 模式下的 PWMs(PWM1/PWM2, PWM3/PWM4, 和 PWM5/PWM6)。 B—— 使能在 B 模式下的 PWMs(PWM7/PWM8, PWM9/PWM10, 和 PWM11/PWM12)。 注： pwms 模块利用事件管理器 中 定时器 1 ， pwms 模块 利用 事件管理器 b中 定 时器 3。 你应该确保 TimerClock 在 LF2407 eZdsp 设定目标参数不能与用于计 PWMs 的定时器冲突。 波形周期源 波形周期值是可以获取的。 可以 选择具体 的 途经 在 对话框中 Waveform period 输入值或选择 Input port， 这是来自输入端口值。 波开周期 PWMs 波形周期可以设定在一个时钟周期或是在几秒内来做为波形周期的特定单位。 毕业论文 注意：这里的时钟周期是指 LF2407 芯片的外设时钟。 这个时钟为 40兆赫的默认，因为计时器分频器是设定为 1。 波形类型 波形的类型是是有两对 PWM 产生的。 该 lf2407 pwms 能产生两种类型的波形：非对称与对称式。 以下的例子说明了两者的区别类型的波形。 图 非对称式波形与对称式波形 波形周期单位 波形最小单位是来计波形周期。 选择时钟周期，其中提到周边时钟就 lf2407芯片（ 40 兆赫） ，或几秒钟。 注意，改变这些单位改变了波形时期的价值和占空比值和占空比单位挑选。 设定时钟周期，也就是指 LF2407 的外设时钟（ 40M），或者几秒。 注意，改变这些单位就改变了波形周期值和占空比值和占空比单位选项。 输出窗口 毕业论文 图 C24X PWM 参数窗口 使能 PWM/PWM 设定 PWMs 激活项。 占空比产生 可以通过两对特定的 PWMs 来获得占空比。 选择特定的 途 径，进入占空比选项，再输入具体值或是选择输入口用的值，或是设定几秒。 占空比 在占空比单位 用 PWM波形脉冲持续时间表示。 占空比单位 单位为占空比。 正确的选择是时钟周期，并计算百分比。 注意，改变这些单位 就 改变占空比值，波形 周 期值和波形 周 期单位 的设定。 逻辑窗口 毕业论文 图 C24X PWM 参数窗口 逻辑控制源 从源头即控制逻辑，得到了所有 pwms。 选择具体途 径在对 话框中输入 PWM ＃值 控制逻辑 区 域 或选择输入端口， 用 输入端口 值。 PWM控制逻辑 控制逻辑触发的 PWM。 强迫高是由脉冲值高引起。