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M0和M1:2组1K×16SARAM。
③16个12位模拟-数字转换通道. All Rights Reserved.图1LQTP封装引脚排列(b)JTAG接口图2基本系统框图(c). All Rights Reserved.(a)F2812芯片(d)(e)图3基本系统原理图系统组成本文介绍的TMS320F2812基本系统的框图如图2所示,板载TMS320F2812芯片、1个复位按钮、外扩1路SCI接口、外扩1路RS485标准接口、外扩1路CAN收发转换个电源指示LED、间距2.0mm的排针将所有有用的管脚引出针标准JTAG调试接口,全面支持TDS、XDS等各类仿真器TMS320F2812芯片的电路原理如图3(a)所示;JTAG接口电路原(b)所示;CAN接口电路采用TI公司的3.3VCAN总线收发芯片型号为SN65HVD230。
其电路原理如图3(c)所示;RS485用MAXIM公司的3.3VRS-485收发器,芯片其电路原理如图3(d)所示;RS232接口电路采用MAXIM3.3VRS-232收发器,芯片型号为MAX3232。
其电路原理如图基本系统采用4层PCB板大小94×64mm2,其引出脚如图系统等工业现场、运动控制产品中。
图4基本系统板引脚排列3使用实例基本系统的开发环境是CCS集成开发环境和XD510仿真器。
板上设有符合IEEE1149.1标准的片内扫描仿真接口(JTAG),用于实验或应用系统的在线仿真调试。
本文取基本系统板上56个多功能GPIO口中的8个,外接8个发光二级管进行流水灯演示。
外接电路如图5所示。
由于F2812芯片输出引脚输出缓冲器驱动能力的典型值是4mA,为了保护芯片,在发光管与芯片引脚之间增加一片74HC373锁存器。
3.3V电源电路如图6所示。
图5流水灯演示电路图6 3.3V电源电路实验程序如下:******************************************************* *************************文件:Water_lamp.c内容:8个发光二极管LED1(L1)-LED8(L8)流水灯实验。
简介：德州仪器所生产的TMS320F2812 数字讯号处理器是针对数字控制所设计的DSP，整合了DSP 及微控制器的最佳特性，主要使用在嵌入式控制应用，如数字电机控制(digital motor control, DMC)、资料撷取及I/O 控制(data acquisition and control, DAQ)等领域。
针对应用最佳化，并有效缩短产品开发周期，F28x 核心支持全新CCS环境的C compiler，提供C 语言中直接嵌入汇编语言的程序开发介面，可在C 语言的环境中搭配汇编语言来撰写程序。
值得一提的是，F28x DSP 核心支持特殊的IQ-math 函式库，系统开发人员可以使用便宜的定点数DSP 来发展所需的浮点运算算法。
F28x 系列DSP预计发展至400MHz，目前已发展至150MHz 的Flash 型式。
1.高性能静态CMOS制成技术(1)150MHz(6.67ns周期时间)(2)省电设计(1.8VCore，3.3VI/O)(3)3.3V快取可程序电压2.JTAG扫描支持3.高效能32BitCPU(1)16x16和32x32MAC Operations(2)16x16Dual MAC(3)哈佛总线结构(4)快速中断响应(5)4M线性程序寻址空间(LinearProgramAddressReach)(6)4M线性数据寻址空间(LinearDataAddressReach)(7)TMS320F24X/LF240X程序核心兼容4.芯片上(On-Chip)的内存(1)128Kx16 Flash(4个8Kx16，6个16Kx16)(2)1Kx16OTPROM(单次可程序只读存储器)(3)L0和L1：2组4Kx16 SARAM(4)H0：1组8Kx16SARAM(5)M0和M1：2组1Kx16 SARAM共128Kx16 Flash，18Kx16 SARAM5.外部内存接口(1)支持1M的外部内存(2)可程序的Wait States(3)可程序的Read/Write StrobeTi最小g(4)三个独立的芯片选择(Chip Selects)6.频率与系统控制(1)支持动态的相位锁定模块(PLL)比率变更(2)On-Chip振荡器(3)看门狗定时器模块7.三个外部中断?8.外围中断扩展方块(PIE)，支持45个外围中断9.128位保护密码(1)保护Flash/ROM/OTP及L0/L1SARAM(2)防止韧体逆向工程10.三个32位CPU Tim er11.电动机控制外围(1)两个事件管理模块(EVA，EVB)(2)与240xADSP相容12. (1)同步串行外围接口SPI模块(2)两个异步串行通讯接口SCI模块，标准UART(3)eCAN(Enhanced Controller Area Network)(4)McBSP With SPI Mode13.16个信道12位模拟-数字转换模块(ADC)(1)2x8通道的输入多任务(2)两个独立的取样-保持(Sample-and-Hold)电路(3)可单一或同步转换(4)快速的转换率：80ns/12.5MSPS图1TMS320F2812功能方块图。
快速傅立叶变换的TMS320F2812DSP实现技术董建业，韩进（山东科技大学信息科学与工程学院）摘要：介绍了FFT变换的原理和实现技术，并结合工程实践着重论述如何在以TMS320F2812 DSP处理器为核心的硬件平台上应用TI公司的FFT变换库实现快速傅立叶变换。
利用快速傅立叶变换将信号从时域变换到频域，然后进行频谱分析可以得到谐波的幅度和相位，以达到电力监控方面的应用，与小波变换等算法相比，FFT已经比较成熟而且易于实现。
结果表明，在计算速度和计算精度等方面得到较好的结果。
关键词：数字信号处理器快速傅立叶变换谐波TMS320F2812Realization Technology of Fast Fourier Transforms based on TMS320F2812 DSPDong jianye , Han Jin( Shandong University of Science and TechnologyCollege of Information Science and Engineering )1 引言快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform)是实现离散傅里叶变换(DFT)的一种快速高效的运算方法，是数字信号处理中最为重要的工具之一，其广泛的应用于实时控制和信号处理等各个领域。
由于快速傅里叶变换需要进行大量的乘累加运算，计算量较大，其在普通单片机上实现起来比较困难。
DSP处理器技术的迅速发展，为快速傅里叶变换提供了一个很好的应用平台，因为大多数DSP芯片都能在一个指令周期内完成一次乘法和加法运算，而且提供专门的FFT指令，使得FFT算法在DSP芯片上的实现速度更快。
本文将介绍快速傅里叶变换在TMS320F2812处理器上的实现方法，以及FFT变换在谐波分析方面的具体应用。
2 数字信号处理器TMS320F2812介绍TMS320F2812是TI公司的一款用于控制的高性能、高性价比的32位定点DSP芯片。
[《DSP原理及应用》课程实验报告]（软、硬件实验）实验名称：[《DSP原理及应用》实验]专业班级：[ ]学生姓名：[ ]学号：[ ]指导教师：[ ]完成时间：[ ]目录第一部分．基于DSP系统的实验 (1)实验3.1：指示灯实验 (1)实验3.2：DSP的定时器 (3)实验3.5 单路，多路模数转换（AD） (5)第二部分．DSP算法实验 (13)实验5.1：有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验 (13)实验5.2：无限冲激响应滤波器(IIR)算法 (17)实验5.3：快速傅立叶变换(FFT)算法 (20)第一部分．基于DSP系统的实验实验3.1：指示灯实验一．实验目的1．了解ICETEK–F2812-A评估板在TMS320F2812DSP外部扩展存储空间上的扩展。
2．了解ICETEK–F2812-A评估板上指示灯扩展原理。
1．学习在C语言中使用扩展的控制寄存器的方法。
二．实验设备计算机，ICETEK-F2812-A实验箱（或ICETEK仿真器+ICETEK–F2812-A系统板+相关连线及电源）。
三．实验原理1．TMS320F2812DSP的存储器扩展接口存储器扩展接口是DSP扩展片外资源的主要接口，它提供了一组控制信号和地址、数据线，可以扩展各类存储器和存储器、寄存器映射的外设。
-ICETEK–F2812-A评估板在扩展接口上除了扩展了片外SRAM外，还扩展了指示灯、DIP开关和D/A设备。
具体扩展地址如下：C0002-C0003h：D/A转换控制寄存器C0001h：板上DIP开关控制寄存器C0000h：板上指示灯控制寄存器详细说明见第一部分表1.7。
-与ICETEK–F2812-A评估板连接的ICETEK-CTR显示控制模块也使用扩展空间控制主要设备：108000-108004h：读-键盘扫描值，写-液晶控制寄存器108002-108002h：液晶辅助控制寄存器2．指示灯扩展原理3．实验程序流程图开始初始化DSP时钟正向顺序送控制字并延时四．实验步骤1．实验准备连接实验设备：请参看本书第三部分、第一章、二。
姓名：班级：自动化15 学号：2015实验一数据存储实验一实验目的1。
掌握TMS320F2812程序空间的分配；2。
掌握TMS320F2812数据空间的分配；3。
能够熟练运用TMS320F2812数据空间的指令。
二实验步骤与内容实验步骤1.在进行DSP实验之前，需先连接好仿真器、实验箱及计算机,连接方法如下所示：2.F2812CPU板的JUMP1的1和2脚短接，拨码开关SW1的第二位置ON；其余OFF3.E300底板的开关SW4的第2位置ON，其余位置OFF.其余开关设置为OFF.4.上电复位在硬件安装完成后，确认安装正确、各实验部件及电源连接无误后，启动计算机，接通仿真器电源，此时，仿真器上的指示灯应点亮，否则DSP开发系统与计算机连接存在问题。
5.运行CCS程序1)待计算机启动成功后,实验箱220V电源置“ON",实验箱上电2)启动CCS5.5，工作环境的路径选择：E:\E300Program\E300TechV-2812\normal ；6.成功运行CCS5.5程序后，出现如下图所示界面:7.右键点击Project Explorer窗口下的工程文件“e300_01_mem”，选择“Open Project"命令打开该工程，如下图所示，可以双击才看左侧源文件；8.点击菜单栏Project/Build All命令编译整个工程，编译完成后点击按钮进入仿真模式，完全进入后如下图所示：9.用“View"下拉菜单中的“Memory/Browser”查看内存单元,参数设置如下图:注意:下面的参数设置都是以16进制。
此时可以观测到以0x003F9020为起始地址的存储单元内的数据；10.单击按钮，开始运行程序,一段时间后,单击按钮，停止程序运行，0x003F9020H～ 0x3F902FH单元的数据的变化，如下图所示：11.关闭Memory Browser窗口,点击按钮，退出仿真模式。
题目：基于TMS320F2812的DSP最小系统设计要求：TMS320F2812的DSP最小系统设计包括两个模块，即硬件设计模块和软件检测模块。
硬件设计模块包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、JTAC接口设计等。
软件检测模块需要编写测试程序。
用Protel软件绘制原理图和PCB图。
从理论上分析，设计的系统要满足基本的信号处理要求。
DSP主要应用在数字信号处理中，目的是为了能够满足实时信号处理的要求，因此需要将数字信号处理中的常用运算执行的尽可能快。
这就决定了DSP的特点和关键技术。
适合数字信号处理的技术：DSP包涵乘法器，累加器，特殊地址发生器，领开销循环等；提高处理速度的技术：流水线技术，并行处理技术，超常指令等。
DSP对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部参与影响小；容易实现集成；VLSI 可以时分复用，共享处理器；方便调整处理器的系数实现自适应滤波；可实现模拟处理不能实现的功能：线性相位、多抽样率处理、级联、易于存储等；可用于频率非常低的信号。
关键词： TMS320F2812，CCS3.3，Protel99SE软件目录第1章绪论第2章系统设计2.1系统方案介绍2.2 系统结构设计第3章硬件电路设计3.1 TMS320F2812芯片介绍3.2电源及复位电路设计3.3 时钟电路设计3.4 DSP与JTAG接口设计3.5 DSP的串行接口设计3.6 通用扩展口设计3.7 总体电路原理图设计第4章软件设计4.1 程序设计4.2 仿真调试总结参考文献附录1：总体电路图附录2：程序代码第1章绪论数字化已成为电子、通信和信息技术的发展趋势与潮流。
在这种趋势与潮流的推动下，数字信号处理的理论与实现手段获得了快速的发展，已成为当代发展最快的学科之一。
而DSP芯片作为数字信号处理，尤其是实时数字信号处理的主要方法和手段，自20世纪70年代末、80年代初诞生以来，无论在性能上还是在价格上，都取得了突破性的迅猛发展。
基于TMS320F2812的DSP应用系统基于TMS320F2812的多轴运动控制卡设计引言开放式体系结构的数控系统已成为当今数控技术的发展方向，而其中的基于计算机标准总线的“PC+运动控制卡”结构则是今后开放式数控技术发展的主流。
此类数控系统通常选用高速DS P作为运动控制卡CPU，采用主从式控制策略，利用PC和DSP都读取内存的方式来实现上／下位机的通信；具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制准确、通用性好等特点，被广泛应用于制造业自动化控制各个领域。
1 硬件电路总体设计本项目是设计一款基于PCI总线的，以DSP芯片TMS320F2812为核心的多轴运动控制卡。
将PC机的信息处理能力和开放式的特点与运动控制器的运动轨迹控制能力有机地结合在一起，利用双口RAM作为公共存储单元实现上／下位机的通信。
为实现对多电机的半闭环控制提供了一个良好的开发平台。
系统中，PC机发送各种控制命令，经PC程序进行译码、预处理等处理后，通过PCI总线接口芯片传送到公共存储器——双口RAM中；DSP程序从双口RAM中读取指令或数据，并根据读入的指令或数据进行插补运算，然后产生位置控制脉冲输入到各个电机轴的伺服驱动器；伺服驱动器根据DSP发送的位置指令再进行插补，同时由插补运算计算的理论位置与位置反馈模块反馈的实际位置进行比较，得到跟随误差，经误差补偿后形成真正的电机实际位置，并由跟随误差算出速度指令值，最后产生PWM脉冲控制电机运行。
在本系统中，TMS320F2 812芯片作为总控制器，统筹协调数控系统中各个轴的运动，而伺服驱动器则作为执行元件控制每个电机的实际运行。
运动控制卡与伺服驱动器各司其职，相互配合，都发挥了各自的长处。
由此组成的数控系统开放性好，可靠性高，能够很好地满足现阶段大多数用户对多轴联动数控系统的要求。
系统硬件总体设计功能框图如图1所示。
本系统的运动控制卡所选用的DSP芯片TMS320F2812有2个事件管理器(EVA、EVB)，每个事件管理器可以产生5路独立的PWM信号，其中比较寄存器3路，通用定时器2路。
TMS320F2812 DSP在线路保护中应用研究
摘要: 传统电力线路微机保护中，大多采用低位单片机，其处理数据能力较低，已不能满足保护可靠性、灵敏性要求。
以DSP+FPGA为核心的控制模式，设计了线路保护装置，可以提高系统运算及处理能力，并且具有与上位机通信的功能，能够满足微机线路保护要求。
关键词： DSP；线路保护；人机对话； SCI
电力线路运行中，常见故障是相间短路及接地短路。
故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，以保护线路安全，这就需要微机线路保护装置采集电网大量数据进行计算和判定。
目前许多保护装置CPU多为低位单片机，速度较慢，而数字信号处理器（DSP）具有强大的数据处理能力和多通道采样能力，故取代现有装置为大势所趋。
本文给出了以TMS320F2812 DSP+FPGA为控制核心的微机线路保护系统，并辅以人机交换模块来实现对线路的保护[1]。
1 系统组成及工作原理系统以TMS320F2812 DSP为控制核心元件，并辅以一片Xlinx公司XC3S400型FPGA作为逻辑控制，FPGA控制系统输出D/A转换及开关量，这样可以节约DSP资源。
系统外围设备由四部分组成[2]： (1)故障信号采集及开关量输入，系统采集电网A、B、C以及零序电压和电流共8路信号进行运算和处理；DSPF2812内部自带12 bit单精度A/D转换器，故不需要外扩A/D芯片。
(2)模拟信号输出及继电器跳闸输出，系统采用具有16 bit转换精度DAC8532进行D/A转换，输出模拟信号;同时,经过ISO124芯片隔离输出跳闸等开关信号。
(3)人机接口部分，系统采用SMG12864ZK液晶显示屏作为人机接口输出设备,键盘作为输入设备。
(4)SCI通信接口,应用DSP自带SCIA接口和MAX232芯片,与上位机进行串口通信。
由于系统共需要1.8 V、3.3 V和5 V三个电压等级,系统采用了TPS73HD318电源芯片来实现给系统供电。
系统框图。
2 外围硬件模块设计本系统采用DSP+FPGA控制模式。
TMS320F2812是一款高性能32 bit DSP，广泛应用于控制领域，主频达到150 MHz（6.67 ns）,可以满足DSP对外部电网信号计算和处理速度的要求，并且内部提供128 KB Flash存储模块。
通过使用FPGA控制DAC模块和GPIO输出模块，可以节约DSP资源，减少DSP控制外围器件所消耗的时间，提高系统性能。
外围电路分为信号采集电路、输出电路、人机对话单元和通讯单元。
2.1 信号采集电路设计通过TA/TV采集电网实时A/B/C及零序电流、电压、相位角等电网信息，采集后电流、电压信号均为交流信号，而DSP中12 bit精度(可满足保护10 P精度要求)A/D转换器为单极性，必须对所采集交流信号进行调制，方可使用。
在调制电路前需经过I/V电路把电流信号转为电压信号，送入信号调制电路，该调制电路分为滤波电路、偏置电路和反相电路，。
通过调整电路参数可以改变系统偏置电压大小，使调制后直流信号嵌位于满足F2812参考电压0~
3 V 之间[3]。
在实际应用中，由于外围电路精度不够，在实际中采用CJ431电路产生电压基准对所采电压信号进行校准，从而提高系统转换精度，能够精确地为DSP提供实时电网信号，从而进行逻辑判断实现保护电网功能。
系统开关量通过键盘来输入，由5个薄膜按键及控制电路组成，分别控制画面切换、画面中行列切换和确定键，用于对保护参数整定和故障查询操作。
2.2 输出电路设计系统输出开关量用作保护装置跳闸及指示断路器跳合位置等信息，通过DSP和FPGA来控制GPIO实现，输出开关量时经过隔离才能输出使其跳闸。
当系统输入电流大于设定的定值时，GPIOA3输出电压
3.3 V高电平，通过限流电阻加到三极管基极，从而导通三极管，使得三极管发射极和集电极等电位、电压同时变为低电平。
加在中间继电器K1线圈上的电压为额定导通电压。
系统回路导通，从而断开负载。
如果中间继电器的常闭触点上接的是系统的跳闸线圈，就可以实现系统的跳闸，断开故障电路，保护电网的安全运行
[4]。
2.3 人机对话单元设计人机交互单元液晶显示和键盘来实现，液晶显示采用了长沙太阳人公司SMG12864ZK液晶模块，通过液晶模块可以实时显示系统工作状态和电路参数以及事件记录等信息，该系统所需5 V电源通过TPS73HD318来供给。
该模块只需11根GPIO来进行控制（8根数据线+片选+读信号+写信号），并不需要花费太多DSP中GPIO资源。
键盘由5个薄膜按键及控制电路组成，用于参数整定和查询。
2.4 通信单元设计装置预留了上位机或其他设备间的串口通信，采用DSP外设中SCI两个模块中的SCIA模块，通过与上位机连接可以进行上位机实时的电网信息读取并对故障信息进行查询，同时可以通过上位机对保护定值进行整定。
3 系统软件设计软件设计采用了TI公司CCS3.1编程软件进行编制，系统软件采用模块化编程思想，主程序主要对系统和PIE进行初始化及调用子程序以及循环[5]。
子程序主要分为A/D转换子程序、跳闸子程序及人机接口和SCI子程序三部分。
3.1主程序系统编程采用模块化思想，主程序可以实现系统的初始化以及PIE中断的初始化和控制，且可以调用子程序和循环。
具体流程。
3.2子程序3.2.1 A/D转换子程序系统采样信号精度直接影响着系统动作的可靠性，为了提高转换的精度，系统每个周期采样72个点，使其误差控制在±2.5°的范围内。
通过设置F2812内部自带事件管理器的T1进行周期匹配来触发A/D转换。
同时加入A/D 转换两路校验基准电路CJ431转换结果对系统采回结果进行校验，从而满足继电保护准确性要求[6]。
图4为AD转换流程图。
其转换结果如下，设结果寄存器转换数字为X，输入模拟电压为UA0，则转换结果X为式(1)所示。
3.2.2 跳闸子程序为了设定保护定值，首先读取ADCRESULT寄存器中转换结果Ｘ。
当速断值≤Ｘ，GPIO输出有效，保护装置动作，输出速断跳闸。
当限时速断≤Ｘ≤速断值，延时t=0.5 s，GPIO输出有效，保护装置动作，输出限时速断跳闸。
当过流≤Ｘ≤限时速断，延时t=1 s，GPIO输出有效，保护装置动作，输出过流跳闸。
当≤Ｘ过流定值， GPIO输出无效，保护装置运行正常。
子程序流程图。
3.2.3 人机接口及SCI子程序
人机接口程序类似F2812中XINTF对外访问过程，本系统采用并行通信方式进行通信，具体显示过程如下：片选信号GPIOB2（RS）有效后，读写信号GPIOB0(R/W)变为低有效，并行使能信号GPIOB1(E)变为高有效，数据线D0～D7数据变为有效，对液晶屏写数据，同时调用字库，显示相关内容。
SCI通信过程如下，首先通过对GPIOMUXF4和GPIOMUXF5分别设置为专用TX和RX功能，数据格式采用空闲模式进行传输，以此提高其传输效率；采用增强型SCIFIFO，可以SCI通信时缓冲深度。
为了使实验结果具有模拟真实电网的效果，试验时采用1.2 kW吹风机作为感性负载，当保护测试仪输入模拟量改变时，可模拟线路三段保护。
同时,在液晶显示中可以查询跳闸原因。
本文所设计的DSP+FPGA 结构微机线路保护装置, 经过多次实验表明, 该系统运行稳定可靠, 可完成大多数常用的保护功能,能够达到线路保护可靠性、灵敏性和速动性的基本要求。
