第2章 TMS320C6000 DSP芯片概述
本章介绍了TI公司是DSP芯片和DSP芯片的命名规则，并着重介绍了TMS320DM642的器件特性及总体原理框图。本章的知识要点为理解TMS320DM642的原理框图构成，本章建议安排2个课时进行学习。
DSP芯片概述
随着信息技术的高速发展，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)的应用范围越来越广，普及率越来越高。DSP的应用领域主要包括：图形图像领域（如图形变换、图像压缩、图像传输、图像增强、图像识别等）、自动化控制领域（如导航和定位、振动分析、磁盘驱动、激光打印、机器人控制等）、消费电力领域（如智能玩具、扫描仪、机顶盒、VCD/DVD、可视电话、传真机等）、电子通信领域（如蜂窝电话、IP电话、无线调制解调器、数字语音嵌入等）、语音处理领域（如语音综合、语音增强、语音识别、语音编码等）、工业应用领域（如数字控制、机器人技术、在线监控等）、仪器仪表领域（如数字滤波器、函数发生器、瞬时分析仪、频谱分析仪、数据采集仪器等）、医疗器械领域（如诊断设备、助听器、病情监控器、心电图设备、超声设备等）、军事领域（如导弹制导、导航、雷达、保密通信等）。因此，DSP在当今电子通信类产品中起到了不可或缺的作用。
2.1.1主要类型
DSP芯片主要分为以下两大类：
(1)专用DSP芯片。这类芯片被设计和加工成独立的电路模块，只能完成功能单一的任务，它们的使用场合比较特殊，通常应用于高速信号处理环境中，如执行FFT运算、数值滤波运算、卷积运算等，专用DSP芯片通过硬件逻辑实现信号处理算法，而不是采用内部编程的方法，这种机制保证了专用DSP芯片的执行效率、提高了其运算速度，专用DSP芯片在应用中无须程序设计。只要根据其功能设计外围电路即可。
(2)通用可编程数字信号处理器（Programmable Digital Signal Processor)。这类芯片通过嵌入内部的程序来调用自身的硬件资源，使用起来更加灵活，应用领域也更加广泛。
三相电机的设计
该系统硬件结构包含主电路和控制电路两大部分，具体由整流滤波模块、逆变模块、IPM保护模块、三相异步电动机、电压、电流和转速检测模块、显示模块、DSP与PC机通信模块等组成。
基于DSP的三相异步电动机变频调速系统结构框图
系统控制电路包含两个部分：核心控制电路和基于核心电路的外部扩展电路。
DSP核心电路负责整个系统的控制和具体的算法实现功能。外部扩展电路主要完成电压、电流和速度信号的检测，数据显示以及DSP与PC机通信等功能，并对IPM发出的各种故障信号进行综合处理形成总的故障信号送入TMS320LF2407A的PDPINTx（x=A、B）故障中断入口。
电流检测电路设计
三相定子电流检测是为了获得闭环控制的电流反馈量，主电路中电容器两端电压检测是为了防止泵升电压对逆变桥的损坏，而电容器两端的电压检测又可以通过检测与电容器两端并联的电阻中流过的电流来获得，所以本文中电压和电流的检测都可以通过电流检测来实现。
异 步电动机是三相平衡负载，因此有ia+ib+ic=0，所以只要检测其中两路电流，就可以得到三相电流。本设计中采用精度高、速度快的霍尔传感器。因为霍尔式电流传感器使用霍尔器件和磁补偿原理进行检测，它可以检测任意波形的电流，副边电流能真实地反映原边电流波形，还能够测量电流的瞬态峰值。并且霍尔式电流传感器的线性度、动态性能和抗干扰能力也优于一般的电流互感器。
霍尔电流传感器的一路输出信号经过电阻转换成相应的双极性电压信号。TMS320F240x内带有10位A/D转换器，在检测定子电流时，需要进行A/D转换的量为两路输入电流，因此需要2个通道并行转换完成信号的传输。由于控制芯片I/O口的基准电压是3.3V，输入信号只能是0~3.3V之间的量。
而霍尔电流传感器检测到的是一个交流量，所以经过传感器后，还需进行偏移转化到0~3.3V才能输入到DSP中。处理之后的输出范围为0～3.3V，偏移函数为： VOUT = 1.65 + 0.5VI
上海电力学院
题 目： DSP原理与应用大报告
院 系： 计算机与信息工程
专业年级： 2008071
学生姓名： 王涛
学号： 20081938
TMS320LF240x芯片概述
TMS320系列包括：定点、浮点、多处理器数字信号处理器和定点DSP控制器。TMS320系列DSP的体系结构专为实时信号处理而设计，该系列DSP控制器将实时处理能力和控制器外设功能集于一身，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案。主要特性：
灵活的指令集；
内部操作灵活性；
高速的运算能力；
改进的并行结构；
有效的成本。
定点系列TMS320C2000、TMS320C5000，浮点系列TMS320C6000（也有部分是定点DSP）。
TMS320系列同一产品系列中的器件具有相同的CPU结构，但片内存储器和外设的配置不同。派生的器件集成了新的片内存储器和外设，以满足世界范围内电子市场的不同需求。通过将存储器和外设集成到控制器内部，TMS320器件减少了系统成本，节省了电路板空间，提高了系统的可靠性。
TMS320LF240x DSP的特点：
采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功耗；30MIPS的执行速度使得指令周期缩短到33ns（30MHz），提高了控制器的实时控制能力。
基于TMS320C2000 DSP的CPU核，保证了TMS320C240x DSP代码和TMS320系列DSP代码的兼容。 片内有32K字的FLASH程序存储器，1.5K字的数据/程序RAM，544字双口RAM（DARAM）和2K字的单口RAM（SARAM）。
两个事件管理器模块EVA和EVB，每个包括：两个16位通用定时器；8个16位的脉宽调制（PWM）通道。
可扩展的外部存储器（LF2407）总共192K字空间：64K字程序存储器空间；64K字数据存储器空间；64K字I/O寻址空间。
TMS320LF2407 DSP结构、原理及应用
实验指导书
重庆大学――美国德州仪器公司数字信号处理解决方案实验室
2003年8月
前 言
美国TI公司推出的DSP微控制器TMS320LF2407芯片具有低成本、低功耗、高性能的处理能力，是电机数字化控制的升级产品，体现了单芯片微控制器工业的新趋势。随着数字信号处理这一新学科的飞速发展及教学的需要，特编写了此实验指导书。
DSP理论和技术是目前电子技术和IT领域中的一门基本工程理论与核心技术，它既有较为完整的理论体系，又以最快的速度形成自己的产业。实际上，数字信号处理是紧紧围绕着理论、实现及应用三方面迅速发展起来的，它以众多的学科为理论基础，其成果又渗透到众多学科，成为理论与实践并重、在高新技术领域中占有重要地位的新兴学科。DSP器件的出现，为数字电路方法实现工程系统提供了坚实的技术基础。在数字信号处理的工程领域中，工程实际更关心的是DSP应用技术，所以，检验数字信号处理理论和技术的基本工程标准，就是能否在工程实际中应用先进的理论，将理论变成一种实际应用技术。作为工程应用技术，其理论意义体现在应用中。如果不能在工程实际中应用，再好的理论也是没有用的。因此，对于学生来说，DSP技术的学习，必须以应用为目标，必须在相应的理论基础之上，应用DSP技术。为此，本实验指导书通过提供一些基本实验帮助学生迅速学会如何应用DSP技术和方法，从而达到学习DSP应用开发技术的目的。
本书结合编者的开发应用试验，选用TI公司的DSP微控制器TMS320LF2407芯片为实验对象，以Code Composer Studio (CCS)-TMS320集成调试环境、XDS510硬件仿真器以及自制2047实验装置作为该芯片的开发硬件和软件工作平台和工具，为数字信号处理器的开发创建了较好的软、硬件的工作环境，在帮助学生熟悉DSP微控制器TMS320LF2407芯片应用与开发的基本技能和汇编程序调试技巧的基础上，更为方便地应用所学知识并在控制应用系统的产品设计的开发得到充分的展示，以求学生在未来能够顺利地投入到开发产品的工作中，并能够通过各种渠道，如公司产品技术手册和网上查询，以获得最新器件、最佳技术来为设计自己的产品系统服务。
