基于Matlab2011a的DSP_TMS320F28027代码开发

12 | 电子制作 2019年01月于30V，导通电流大于3.33A 的N 沟道MOS 管，且要保证2104能使其完全导通。

且导通后导通电阻需要极小。

根据实际情况。

选用IRF540N。

其V gs（th）为4V，耐压Vds 可达100V，导通电流可达110A。

3 驱动电路制作采用IR2104的典型应用电路如图3所示。

图3 基于IR2104的驱动电路原理图注意必须要使用两块2104，并且输入两块2104内的波应为互补的SPWM 波形。

其输出N1，P2分别控制Q1，Q4同时导通。

P1，N2分别控制Q2，Q3同时导通。

原则上如果只采用一块2104芯片时也可以使全桥在我们需要的模式下工作。

那么它的高端输出接Q1与Q4，低端输出接Q2与Q3。

但是当这一块芯片没有SPWM 输入时，其高端输出为持续的低电平，低端输出为持续的高电平，那么Q2与Q3会处于导通状态，那么就无法时电路关断，造成资源浪费。

而使用两块2104时，只要没有输入，电路就不会工作。

路，输出电压测量电路构成。

数字控制采用Ti 公司的常用数字信号处理系统c2000tms320f28027进行PI 控制后产生SPWM 波形，采用自带死区的IR2104驱动MOS 管，经全桥逆变和LC 低通滤波电路。

输出正弦波。

整体结构如图1所示。

图1 逆变电源整体结构图2 单相全桥逆变主电路制作图2 逆变电源主电路IR2104在8V 以上电压供电时输出为一对自带死区互补的控制信号，其输出的高电平可达8V。

采用IR2104可省去www�ele169�com | 13电子电路设计与方案符合我们的要求。

4 交流电压采样电路此处输出的正弦波电压。

我们需要对其进行采样。

但是因为它是正弦波，输出的电压有正有负，而dsp 只能进行正电压的数字转换，所以不能直接对其采样。

具体的做法是：利用交流电压互感器，先对输出的25V 峰峰值的交流电压隔离变换为峰峰值为3.3V 以下。

再对其输出端口中的低端给一个标准电平。

TMS320F2812 FFT源码(包括详细的应用文档)/*Fast Fourier Transform (FFT).Using 8 points, takes about 1.2 ms to execute one FFT.Sets up General Purpose Timer 1 to generate events at 10 kHz.Will produce 10 kHz output on T1PWM and T1PWM pins.*/#include "system.h"#include "eva.h"#include "io2407.h"#include "adc.h"#include "interrup.h"#include "fftcmplx.h" /* Complex structure definition*/extern void FFT(COMPLEX *Y, int N); /* FFT Function *//* The following define gives the number of samples. *//* It should divide exactly into 512 *//* Should N be increased, to say to 32, then the execution *//* time of the FFT would increase */#define N 8unsigned int perform_fft = 0; /* Flag driven by interrupt *//*************************************************************/ /*Initialise General Purpose Timers GPT1 and GPT2*//*************************************************************/ /* Initialise General Purpose Timer 1. */void init_GPT1(void){MCRA |= T1PWM; /* Turn on T1PWM */T1CON = 0x8142; /* Turn off GPT1 */GPTCONA = 0x0041; /* Active low. */T1PR = 1475; /* Sample at 10 kHz */T1CMPR = 0; /* Duty = 0% */T1CNT = 0xFFFE; /* Set to -2 */T1CON = 0x9142; /* Start timer 1 */EVAIFRA = 0xFFFF; /* Clear any pending interrupts */EVAIMRA |= T1PINT_FLAG; /* Enable T1 period interrupt */}/* Initialise General Purpose Timer 2 */void init_GPT2(void){MCRA |= T2PWM; /* Turn on T2PWM */T2CON = 0x8142; /* Turn off GPT2 */GPTCONA |= 0x0008; /* Controlled from GPT1 */T2PR = 1475; /* Sample at 10 kHz */T2CMPR = 0; /* Duty cycle 0% decimal */T2CNT = 0xFFFE; /* Set to -2 */T2CON = 0x9142; /* Start timer 2 */}/**************************************************************/void init_ADC(){/* Non Cascade for 8 measurements. *//* Will affect RESULT0 to RESULT7 only */ADCCTRL1 = (ADC_SOFT | ADC_CPS /*| ADC_ACQ_PS3 | ADC_ACQ_PS2*/ );CHSELSEQ1 = 0x3210; /* 8 measurements 0 */CHSELSEQ2 = 0x0000;CHSELSEQ3 = 0xFFFF;CHSELSEQ4 = 0xFFFF;MAX_CONV = 0x0007; /* 8 measurements, not 0 *//* Reset sequence at zero and software start of conversion */ADCCTRL2 = ( RST_SEQ1 | SOC_SEQ1);} /* No semicolon here *//***********************************************************/int input_buffer[N] = {8191, 8191, 8191, 8191, 0, 0, 0, 0};COMPLEX y[N]; /* Variable passed to FFT and modified *//***********************************************************/ /*Shuffle input buffer along one place.Put latest input from ADC into first buffer location.Input from ADCIN2 lies in range 0 to FFC0h (65472 decimal).Divide by 8 to limit range from 0 to 8184.*//***********************************************************/void shuffle_and_read(void){signed int i;for ( i = N-1 ; i > 0 ; i--){input_buffer = input_buffer[i-1];}input_buffer[0] = (RESULT2 >> 3);}/***********************************************************/ /*Copy from input buffer to complex structure.When FFT is performed, the complex structure is overwrittenby the return values.*//***********************************************************/void copy_input_to_complex(void){unsigned int i;for ( i = 0 ; i < N; i++){(y).real = input_buffer;(y).imag = 0;}}/***********************************************************/ /*Main programUses timers to read analog input on ADCIN2 into a bufferand then perform an 8-point FFT on it.*//**********************************************************/void main(void){signed int output1, output2;signed int x; /* General purpose variable. */signed int i; /* Counter */signed long temp;init_system(); /* Initialize variables and hardware */init_ADC(); /* Initialise ADC */init_GPT1(); /* Turn on timer 1 */init_GPT2(); /* Turn on timer 2 */MCRB &= 0xFFFE; /* I/O on IOPC0 for monitoring purposes */IMR |= INT2; /* Turn on INT 2 */asm(" CLRC INTM"); /* Turn on maskable interrupts */for ( ;; ){if ( perform_fft != 0 ){perform_fft = 0; /* Clear flag used to start fft */PCDATDIR = 0x0101; /* IOPC0 high */ADCCTRL2 |= SOC_SEQ1; /* Start next conversion*/copy_input_to_complex(); /* Copy inputs from receive buffer */FFT(y,8); /* Calls generic FFT function*//* Determine magnitude of (y[0]).real *//* output1 lies in range 0 to 32736 */if ( (y[0]).real > 0)output1 = (y[0]).real;elseoutput1 = -(y[0]).real;/* Determine magnitude of (y[0]).real *//* output2 lies in range -32736 to 32736 */if ( (y[2]).real > 0)output2 = (y[2]).real;elseoutput2 = -(y[2]).real;/* Scale output in range 0 to 1475 */temp = (signed long)(output1 * 2952);output1 = (signed int)(temp >> 16);T1CMPR = output1;temp = (signed long)( output2 * 2952);output2 = (signed int)(temp >> 16);T2CMPR = output1;shuffle_and_read(); /* Read in latest value from ADC *//* and put into buffer */PCDATDIR = 0x0100; /* IOPC0 low */} /* End if */} /* End for */} /* End main() *//************************************************************//* Interrupt routine *//* The interrupt occurs once every 0.1 ms./* Will make perform_fft = 1 once every 20 * 0.1 ms = 2 ms */void c_int2(void){static unsigned int x;if ( 0x0027 == PIVR){EVAIFRA |= T1PINT_FLAG; /* Clear GPT1 period interrupt */if ( x < 19 ) /* Increase if FFT with more points */{x++;}else{x = 0;perform_fft = 1; /* Global flag to start FFT */}}}/* End of fft.c */完整的快速傅立叶变换和逆变换（FFT IFFT）C语言算法函数语句：void kbfft(pr,pi,n,k,fr,fi,l,il)pr-----双精度实型一维数组，长度为n。

非原厂TMS320F2812目标板与MATLAB的CCSTarget结合的若干问题相信MATLAB的CCS Target 是很多人坚守DSP而没转向ARM或者FPGA的原因，但是有多少人可以用得起原厂的目标板呢？顶多也是第三方提供的板子吧，而且我相信绝大多数人使用的是自制的目标板。

这样问题就来了，到底手头上的板子和CCS Target到底有什么不一样呢，在这方面我走了很多弯路，在这里和大家分享一下。

MATLAB设置篇（软件+硬件）1.外扩RAM容量自制的板子通常都会有64K~512K的外扩异步RAM，例如IS61LV6416-10T ~ IS61LV51216-10T。

这时就需要在Simulink中的Target模块添加外部内存定义段，通过仿真器在线调试的Target可以选用eZdsp2812，烧录到FLASH运行的选用F2812 eZdsp Stand alone code using Flash Memory。

例如通过zone6~7扩展的IS61LV6416，在Target reference 中的memory添加ExtRAM，起始地址为0x00100000，长度为0x0010000，存储类型我喜欢用code & data。

然后在sections定义中我通常把原来在RAMH0的转到ExtRAM中，而RAMH0的存储类型变为data，专门存变量。

另外，对与外扩FLASH同理，但是我没有试过。

2.晶振运行速度如果你的晶振选错了，别以为可以通过修改Target reference的运行速度可以达到代码匹配，我在MATLAB2009A中试过，肯定不行！还有就是MATLAB中默认DSP运行在150M，而很多人（包括我）由于使用了1.8V进行供电，2812在150M运行速度上根本不稳定。

这里需要手动修改PLL的DIV值进行降频，具体位置在MATLAB安装目录下的toolbox\rtw\targets\ccslink\ccslink\src\DSP281x_SysCtrl.c文件中进行修改，将InitPll(0xA)//150M;改为InitPll(0x9);//135M由于我的第一块板子连电源散热都没设计好，一旦高于45M电源芯片就烫手。

摘要本论文通过采用数字信号处理器数字电源为主要控制器，其控制器是的型号为TMS320F28027，来进行直流升降压Cuk变换器的全数字控制和设计。

论文内容包含对非隔离式DC/DC降压变换器的发展方向进行调研和对数字控制器TMS320F28027控制的升降压Cuk变换器进行基本原理分析，以及完成各种不同的Cuk变换器的性能比较，同时完成一个直流-直流升降压变换，选择Cuk变换器作为主电路的拓扑，实现完成输入电压为9V，输出电压为9~20V可调，输出电流最大为1A.。

本设计主要是对数字控制研究进程进行了讨论分析，进而从中提取出重要部分。

本论文讨论对DC-DC变换器的非隔离型状态的运行过程的方式，由软件将控制功能全部集中起来实现，达到能将硬件电路简化的的方式，满足了试验中电压可调性和实验中稳压的输出。

利用Simulink，MATLAB软件的组件，来建立Cuk变换器的仿真类型，通过仿真手段对变换器的参数、控制算法进行仿真分析。

由于随着数字信号处理技术的日益的完善和发展的成熟，模拟设备已经不能满足一些高强度与高精度的控制需求，数字控制的电力电子设备越来越受到广大研究者的认同，通过可控型器件的开关通断进而来实现电量的改变，数字控制以占空比量化为基础，从而完成用数字信号来控制电路。

完成后再利用TI（德州仪器）公司的软件开发平台CCS9.1，完成Cuk变换器的软件编程，完成AD采样、PI控制、PWM 脉冲生成等程序编写，最后进行仿真，通过对输入电压、PWM脉冲信号等信号的测试和仿真记录，验证设计的合理性和有效性。

经过理论分析和计算,论文进行了基于TMS320F28027控制的Cuk变换器设计，最后，对设计进行了仿真和详细的测试并给出了仿真记录。

关键词：Cuk变换器；数字控制器TMS320F28027；非隔离型的DC-DC变换器；PWM脉冲；Simulink仿真Based on Cuk converter design TMS320F28027 controlAbstractIn this thesis, through the adoption of digital signal processor power as the main cont roller, whose model is TMS320F28027, the aim is to achieve full digital control and desig n of dc buck Cuk converter. Thesis includes of the isolated DC/DC buck converter development direction of research and control of digital controller TMS320F28027 analyses basic principle of lifting pressure Cuk converter, and complete a variety of different Cuk converter performance comparison, at the same time to complete a DC-DC buck transformation, select the Cuk converter as the main circuit topology, realize the complete input voltage is 9 V, output voltage is 9 ~ 20V adjustable, 1A. The maximum output current.This design is mainly to discuss and analyze the research process of digital control, and then extract the important part from it. For DC - DC converter are discussed in this paper the state of isolation of operation way. The control functions are all centralized by the software to achieve the way of simplifying the hardware circuit, which meets the requirements of the adjustable voltage in the test and the stable voltage output in the test. By using S imulink and MATLAB software components, to build the simulation Cuk converter type, through the simulation method of the converter parameters, the control algorithm for the simulation analysis.With the gradual optimization and development of digital signal processing technolo gy, analog equipment has been unable to satisfy some control requirements which are of h igh strength and high precision and digitally controlled power electronic devices are incre asingly gain recognition by the majority of researchers, through the switch on and off controllable devices to achieve the change of electricity, digital control based on duty ratio, so as to complete the use of digital signal to control the circuit. After the completion of the reuse of TI (Texas instruments) company CCS9.1 software development platform,complete the Cuk converter software programming, complete AD sampling, PI control, PWM pulse generation, such as programming, finally simulation, based on the input voltage, PWM pulse signal and other signal simulation test and record, validate the rationality and validity of the design.The thesis based on the theoretic analysis and calculation, TMS320F28027 control Cuk converter is designed, finally, has carried on the simulation to design and detailed test and simulation is presented.Key words: Cuk converter; Digital controller TMS320F28027; Non-isolated dc-dc converter; PWM pulse; Simulink simulation目录毕业设计（论文）诚信声明书 (2)目录 (5)摘要 (3)Abstract (4)第一章绪论 (5)1.1 现代电源的分析与特点 (7)1.2 直流变换器的讨论研究 (9)1.2.1 直流电源的功率因数问题处理 (9)1.2.2 DC-DC的研究与趋势 (10)1.3 Cuk型变换器的历史背景和研究现状 (12)第二章电源的发展分类及调研 (13)2.1电源的结构分类 (13)2.1.1 AC/DC 电路 (13)2.1.2 DC/DC 电路 (14)2.2非隔离式DC/DC升降压变换器 (16)第三章 Cuk变换器 (20)3.1 阐述 (20)3.2 Cuk变换器的分类 (21)3.2.1.原始型cuk变换器 (21)3.2.2.隔离型cuk变换器 (21)3.3 Cuk变换器的基本原理 (22)3.4 Cuk变换器的仿真 (28)第四章实验仿真及结果分析 (32)4.1 变换器电路原理图与PCB板设计 (32)4.2 设计仿真分析 (35)第五章结论 (37)参考文献 (37)致谢 (38)基于TMS320F28027控制的Cuk变换器设计第一章绪论1.1 现代电源的分析与特点随着电力电子技术的快速发展和逐渐转型的经济体制，在许多科学技术研究方面，特别在电源研究的邻域，国家对其的重视与关注也更强烈。

本科毕业设计题目：基于DSP单周期控制的单相功率因数校正姓名*****学院信息与电气工程学院专业电气工程及其自动化年级2008级学号********指导教师常新华2012年5月23日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文(设计)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

此声明的法律后果由本人承担。

作者签名:二〇一二年五月二十二日毕业论文（设计）使用授权声明本人完全了解鲁东大学关于收集、保存、使用毕业论文（设计）的规定。

本人愿意按照学校要求提交论文（设计）的印刷本和电子版，同意学校保存论文（设计）的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存论文（设计）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布论文（设计）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。

（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者（签名）：二〇一二年五月二十二日毕业设计选题报告姓名****性别男学院信息与电气工程学院年级2学号2008设计题目基于DSP单周期控制的单相功率因数校正课题来源教学课题类别应用研究选做本课题的原因及条件分析：近年来，随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通、家庭等众多领域中的应用日益广泛，由此带来的谐波（Harmonics）和无功（Reactive Power）问题也日益严重，越来越引起人们的重视。

谐波的存在，不仅大大降低了输入电路的功率因数，而且可对公共电力系统造成污染，引发电路故障。

为了抑制电网谐波，减少电流污染，目前采用功率因数校正(PFC)电路的整流器已经成为抑制谐波的主流方法。

通过大学期间对boost电路、功率因数及DSP的学习,已经具备了对该课题进行研究的基础,并且学校实验室条件充足和指导老师的悉心指导，相信自己能够很好地完成该课题。

4.6 基于Matlab/Simulink的TMS320F28027代码开发TMS320F28027通用的源代码开发可以采用两种方法：一种是直接利用其提供的汇编指令编写源代码，然后经过汇编器和链接器进行汇编链接后生成目标可执行代码；另一种方法是利用标准的C/C++语言编写源代码，然后经C/C++编译器、汇编器和链接器进行编译链接，最后生成目标可执行代码。

这两种代码开发方法都使得开发人员不得不花费大量的时间在代码的编写上面，增大开发难度，延长开发周期，从而影响开发效率。

对于不熟悉TMS320F28027的开发人员，更是有碍于在完成控制算法后进行系统物理实现。

MathWorks公司最近推出了针对应用控制系统开发的嵌入式目标模块Embedded Coder。

Embedded Coder可以生成可读、紧凑且快速的C和C++代码，以便用于嵌入式处理器。

本课题的部分源代码是由Embedded Coder产生的，使用Embedded Coder生成TMS320F28027的嵌入式代码的方法如下。

步骤一：安装和配置软件。

（一）安装软件安装软件之前卸载Embedded Coder不支持的第三方软件，这样可以防止环境变量指向不支持的软件而发生错误。

1、安装必须的和可选的MathWorks软件，因为从Matlab2010b开始支持TMS320F28027，所以应安装2010b版本以上的Matlab，此外要安装Embedded Coder、Real-Time workshop工具箱。

2、安装TI Code Composer Studio (CCS)，因为从CCS3.3开始支持TMS320F28027，因此因安装3.3版本的CCS。

3、如果要固化程序到Flash存储器，安装TI Flash API、F28xx On-chip flash programmer。

（二）配置软件按如下方法配置CCS：1、进入CCS，打开Help > About > Component manager > Build tools > TMS320C28XX 选择C2000 Code Generation T ools。

电子技术• Electronic Technology100 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】双向DCDC PI 控制 DSP1 DC-DC变换器的总体结构本文设计了一个基于数字信号系统的双向DC-DC 变换器电源，它有两个端口，一端接锂电池，另一端可接直流稳压电源或者负载，当另一端接30~40V 电源时，可使锂电池端恒流充电充至24V 停止，当另一端是负载时，可切换DSP 的工作模式，使锂电池端变为供电端，开始给负载以30V 恒压供电。

该双向DC-DC 变换器包括BUCK/BOOST 主电路、测量电路、控制电路、驱动电路、辅助电源电路、保护电路等部分。

测量电路包括电流电压采样；采用单片机控制电路；由IR2110驱动开关导通关断；保护电路是16850锂电池的过充保护。

2 双向DC-DC变换器主电路设计如图1所示，在此拓扑中，当我们从左往右看，这是一个升压拓扑。

当我们从右往左看，这是一个降压拓扑。

令锂电池端为U1，另一端为U2，我们可以认为：BOOST 电路：U OUT =D•U INBUCK 电路：U IN =（1-D ）•U OUT 器件选择：2.1 升降压电感的选择L ≥max[U s •D(1-D)/f s •I max ]≈220μH 2.2 升降压电容的选择电容需滤除电路中的谐波分量并且电容工作频率较高，选择的电容C 要足够大。

因此选用大容量4700μF 铝电解电容。

基于tms320f28027的双向DC-DC 变换器制作文/黄要然2.3 MOSFET选择电路中MOSFET 承受的峰值电压为38V ，考虑2-3倍的电压裕量，开关管的额定电压至少为76V 。

电路上的最大平均电流为2A ，考虑到MOSFET 所承受的峰值电流和2-3倍的电流裕量，开关管的额定电流至少为5A 。

3 驱动电路设计采用经典IR2104的典型应用电路。

基于TMS320F28027的信号检测控制信号检测控制在射频系统中有广泛的应用，而在本篇叙述是关于如何对射频放大器信号进行控制，使其在一个合理的范围内工作，避免信号过大引起的功放管损坏。

实现这种控制的方式有两种：一种是模拟方式，一种是数字方式。

本系统用数字控制方式实现。

方案采用TMS320F28027为控制核心，其频率能达到40MHz,32位C28X内核系统，有速度很快的AD转换器和PWM，但其价格不高，性能相比8位，16位MCU 有很高的性价比。

其原理通过对对数检波管的检测，通过一定的算法，通过PWM 驱动一个运放来输出控制信号达到对信号控制的效果。

控制原理如图1.图1首先检波管检测出信号电压，DSP28027的AD转换后，通过对AD转换值的计算，如果超过阀值就控制DSP的PWM输出不同占空比的波形进过运算放大器到达信号控制的二极管来达到一个削峰的效果，如果小于阀值，DSP的PWM不输出，不对信号进行控制，这样就实现了对信号自动控制的目的。

其难点在于当脉冲密集、没有规律且忽大忽小时，DSP的AD转换信号值时，如何设计合理的算法，使PWM的输出快速的对超过阀值越高的信号脉冲进行比较大的控制，对小于阀值或者比阀值高一点点的脉冲信号不进行控制或者小一点的控制。

以图2为例说明难点一。

图2这里是图2来对难点做一个简单的解释。

假设有4个脉冲在这个时间里面，当系统对超过阀值的脉冲1进行控制的时候，就应该把其削峰，控制到阀值一下，PWM占空比趋于饱和，控制的效果，如图3。

图3PWM在控制脉冲1后，在间隙的时间没有及时调整回来，就会以脉冲1的PWM占空比去控制脉冲2，虽然脉冲2也超过阀值，但是其超过的阀值并不多，如果用脉冲1的PWM占空比去控制就会造成过分的削峰，就造成了性能的损失。

如图4。

图4要达到系统设计的性能要求，就需要对AD采样转换值的计算算法要进行比较细致的设计，使得PWM输出对当前脉冲控制到位，对下一个脉冲的影响要尽可能的小。