基于matlab的dsp控制系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 CCS工程。 CCS 平臺的所有特性，包括編輯工具、編譯鏈接、調試工具、代碼壓縮以及工程管理等等，都可以調用，幫助設計者隨意地使用 MATLB、 Simulink、RealTime Workshop 以及硬件，利用 CCS 工程自動地編譯、鏈接，將生成的可執行文件下載到 C67XX 芯片。一般設計流程如圖 2 所示。 圖 基于 Simulink 與 C6000 Developer’s Kit for Ti DSP 是 MathWorks 公司和 Texas Instruments（ TI）公司合作開發的一個基于 Simulink 和 RealTime Workshop 的開發工具箱，有了這個開發工具箱，用戶可以在 Simulink 的環境中搭建數字信號處理的算法，然后通過 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 代碼。 Developer’s Kit for Ti DSP 可以利用 TI的編譯工具將生成的代碼編譯成面向 C6416EVM的機器碼，并可將該機器碼直接下載到 C6416EVM 上執行。為了支持面向 C6416EVM 的代碼生成，Developer’s Kit for Ti DSP 提供了一個基于 RealTime Workshop 的目標Target for C6416 EVM。使用這個目標，用戶可以從 Simulink 模型生成 C6416EVM畢業論文 的可執行文件或者生成一個針對 C6416EVM 的 CCS IDE 工程文件。用戶可以在 CCS IDE 環境中修改該工程文件，然后再編譯下載。 TI(Texas Instruments)公司可向用戶提供 C6416EVM，幫助用戶開發針對TMS320C6416 的數字信號處理程序。一方面， C6416EVM 上為 TMS320C6416 DSP提 供了輸入端口、輸出端口、時鐘電路、內存單元和電源；另一方面， MathWorks公司和 TI 公司為 Windows 用戶提供了集成的開發環境，方便用戶開發、編譯、下載和調試在 C6416EVM 上運行的算法程序。 除了能夠產生面向 C6416EVM 的代碼， Developer’s Kit for Ti DSP 還提供了使用 CCS IDE 和 TI RealTime Date Exchange（ RTDX）的兩個接口。 開發工具 Developer’s Kit for TI DSP 三種接口 Developer’s Kit for TI DSP 向用戶提供的三種接口，如圖 3所示： 圖 集成開發工具的三種接口 畢業論文 Target for CCS IDE/C2020/C5000/C6000 EVM Target for CCS IDE/6416 EVM 可讓用戶從數字信號處理的 Simulink 模型自動生成面向 C6416 EVM的 CCS IDE工程文件，并可進一步自動編譯下載到 C6416 EVM 上執行。設計人員可以快速地將數字信號的算法模型下載到實時硬件平臺上執行，用以評估算法的性能，或者轉換成一個 CCS IDE 工程文件， 實現從 Simulink環境到 CCS IDE 環境的無縫連接。通過 Target for CCS IDE/C2020/C5000/C6000 EVM，用戶可以方便地利用 MathWorks 公司提供的 DSP、通信和數學算法庫，將主要的精力放在設計而不是在 DSP 編程上，進行反復的迭代設計，直到算法滿足系統性能要求。 Target for CCS IDE/6416 EVM 對用戶的價值在于： 有助于實現 DSP 算法原型； 系統級的算法驗證； 從 Simulink 模型到 CCS IDE 工程的無縫轉換； 降低編寫 DSP代碼的難度和工作 量。 Target for CCS IDE/C2020/C5000/C6000 EVM Link for CCS IDE Link for CCS IDE 接口實現了 CCS IDE 和 Matlab 之間的連接，允許用戶在Matlab 命令窗口下載運行 CCS IDE 中的程序，與目標內存之間（非實時地）交換數據，檢測處理器的狀態，停止或者啟動程序在 DSP 中的運行。 Link for CCS IDE 對用戶的價值在于： 用戶可以利用 Matlab 強大的數據分析和可視話功能，節省設計和調試程序的時間； 可以編寫用 于調試數字信號處理程序的 m語言批處理腳本，實現調試和分析的自動化； 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 上運行的程序之間實時交換數據的一種方式。通過 Developer’s kit for TI DSP 提供的 Matlab ActiveX 對象 CCSDSP，可以建立 Matlab 和 DSP 之間的通信通道，在 Matlab 命令畢業論文 窗口和 DSP 處理程序之間實時地發送和接收數據，而不必中斷目 標程序的運行。Link for RTDX 對用戶的價值在于： 可以實現對實時數據的自動的高級分析和可視化； 實現對復雜 DSP 程序的有效驗證； 支持 TI的 C2020/5000/6000 系列 DSP。 Matlab 中相應 DSP 工具箱的介紹 Matlab 工具箱含有各種系列的工具箱，對應各系列的模塊。如下圖 C2020和 C6000： 圖 Matlab 中 C2020lib 模塊 畢業論文 圖 Matlab 中的 C6000lib 模塊 大致分為三部分： General、 Board Support、 Optimized Libraries 。這三塊部分包含 DSP 所有部分。具體的模塊介紹在以下幾章會做介紹。 以下在 Matlab 中對應 DSP 的模塊，由于篇幅的限制以下只做個別介紹。 在 Matlab 中含有 C2020/C6000 的庫 ,在命令窗口中輸入： C2020lib，出現圖。 雙擊 C2400 DSP Chip support，會顯示圖 畢業論文 圖 C2400 dsp chip lib 模數轉換 (ADC) 如圖 這個 C24x ADC 模塊可以設置 C24x ADC,模擬信號從已選的 ADC 輸入引腳的模數轉換輸出信號值代表模 擬輸入信號且轉換結果放在數字信號處理寄存器。你用這個模塊可以捕捉和數字化外來信號源產生的模擬信號，如數字信號發生器，頻譜發生器或是音頻設備。 觸發 C24x ADC 觸發模式是由內置啟動轉換（ SOC）信號來觸發， ADC 經常有軟件畢業論文 在指定采樣時間間隔觸發，也就是同步模式。這個模式的特定設置的有關信息可以參考 Configuring Acquisition Window Width for ADC Blocks。 在同步模式下， 事件管理（ EV）與 ADC 觸發器有相同的單元且相聯系。例如，ADC 與脈寬調制電路（ PWM）波 形產生通過 EV 單元的 ADC StartEvent 信號設置。ADC StartEvent 設置信息可以參考 C24x PWM模塊。 注：如果 ADC 在級連模式下， ADC 不能與 PWM同步。（如下） 輸出 C24x ADC 輸出是 16 組向量值，輸出值范圍是 0 到 1023，因為 C24x ADC 是10bit 整流器。 模式 C24x ADC 模塊支持 ADC 級連排序和雙排序。在雙排序模式下， A單元或是 B單元都可以在 ADC 模式下應用，也可以同時應用兩個模式。在級連模式， A單元與 B 單元都是有一個單獨的 ADC 模式控制。 對話框 ADC 控制對話框 (圖 ) 圖 C24X ADC 參數窗口 特定 DSP 單元應用： A—— 使能 ADC 中 A 單元通道（ ADCINA0 到 ADCINA7）。 B—— 使能 ADC 中 B 單元通道（ ADCINB0 到 ADCINB7）。 畢業論文 A和 B—— 同時使能 ADC 中 A 和 B 單元通道（ ADCINA0 到 ADCINA7 和 ADCINB0到 ADCINB7）。 轉換 單排序轉換： 軟件觸發 —— 來自軟件信號 EVA—— 來自事件管理器 A信號 EVB—— 來自事件管理 B 信號 外部引腳 —— 來自外部硬件信號 抽樣時間 在幾秒時間內，一串樣本被轉換到相應的 ADC通道。這個速率可以從寄存器中讀出。可以參考 Scheduling and Timing了解更多的信息。 在不同組的 ADC 設置不同的抽樣時間，你必須增加獨立的 C24x ADC 模式到你的模形中，然后設置每個模塊想要的抽樣時間。 數據類型 輸出類型有效的有 auto， double， single， int8， uint8， int16， uint16，int32,或 uint32。 輸入通道對話框 圖 C24X ADC 參數窗口 轉換數量 畢業論文 若干個模數轉換是逐個抽樣。 轉換 特定的通道與轉換數字有關。在 simulataneous 模式下，兩個 ADC 通道與彼此轉換相關。在過采樣模式下，一個給定的 ADC 通 道可以多次采樣。特定的一個通道可以進行多次采樣。 多輸出口 如果多于一個 ADC 通道被用于轉換，你可以用獨立的一個口來顯示輸出。如果沒有超過一個通道且沒有用于多個輸出口，這個數據就是一維微量。 注： 離散濾波器在 Simulink 只接受單聲道輸入。連接 c24x 的 ADC 模塊到模塊 ，你必須輸出單一 通道 ，或連接只有一個 ADC 的輸出端口到一個離散濾波器。 脈沖寬度調制（ PWMs） 如圖 圖 LF2407 DSPs 包括一套脈沖寬度調制來用于產生各種信號。這個模式提供了一套 A或是 B 管理事件模式，這個模式能產生你需 要的波形。這 12個 PWMs 分成6組可以用于設置，每個管理事件中有三對。 注：所有輸入到 C24x PWM 必須是有效值。 對話框 時間窗口 畢業論文 圖 C24X PWM 參數窗口 模式 具體規定哪些對象的 PWM 成對使用 ： 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 模塊利用事件管理器 中 定時器 1 ， pwms 模塊 利用 事件管理器 b中 定 時器 3 。 你應該確保 TimerClock 在 LF2407 eZdsp 設定目標參數不能與用于計 PWMs 的定時器沖突。 波形周期源 波形周期值是可以獲取的。可以 選擇具體 的 途經 在 對話框中 Waveform period 輸入值或選擇 Input port， 這是來自輸入端口值。 波開周期 PWMs 波形周期可以設定在一個時鐘周期或是在幾秒內來做為波形周期的特定單位。 畢業論文 注意：這里的時鐘周期是指 LF2407 芯片的外設時鐘。 這個時鐘為 40兆赫的默認，因為計時器分頻器是設定為 1。 波形類型 波形的類型是是有兩對 PWM 產生的。 該 lf2407 pwms 能產生兩種類型的波形：非對稱與對稱式。以下的例子說明了兩者的區別類型的波形。 圖 非對稱式波形與對稱式波形 波形周期單位 波形最小單位是來計波形周期。 選擇時鐘周期，其中提到周邊時鐘就 lf2407芯片（ 40 兆赫） ，或幾秒鐘。注意，改變這些單位改變了波形時期的價值和占空比值和占空比單位挑選。 設定時鐘周期，也就是指 LF2407 的外設時鐘（ 40M），或者幾秒。注意，改變這些單位就改變了波形周期值和占空比值和占空比單位選項。 輸出窗口 畢業論文 圖 C24X PWM 參數窗口 使能 PWM/PWM 設定 PWMs 激活項。 占空比產生 可以通過兩對特定的 PWMs 來獲得占空比。選擇特定的 途 徑，進入占空比選項，再輸入具體值或是選擇輸入口用的值，或是設定幾秒。 占空比 在占空比單位 用 PWM波形脈沖持續時間表示 。 占空比單位 單位為占空比。正確的選擇是時鐘周期，并計算百分比。注意，改變這些單位 就 改變占空比值，波形 周 期值和波形 周 期單位 的設定 。 邏輯窗口 畢業論文 圖 C24X PWM 參數窗口 邏輯控制源 從源頭即控制邏輯，得到了所有 pwms 。選擇具體途 徑在對 話框中輸入 PWM ＃值 控制邏輯 區 域 或選擇輸入端口， 用 輸入端口 值 。 PWM控制邏輯 控制邏輯觸發的 PWM。強迫高是由脈沖值高引起