基于TMS320F2812DSP捕获单元的柴油发电机组的转速测量系统
基于DSP的柴油发电机组调速系统
波 方面有 效果。 用相似方法可引用到ｑ 为任意整
数、 分数 的三 相 单 、 层绕 组 中， 双 也可 应 用于 电梯
表 １ 新 型单 层 链式 绕 组 与传 统 同心 式 绕 组的 性 能 比较 １邹淑 芳 ， 陆惠 国 三 相变 极 多速 电机 绕 组 的分析 方 法． 电机 技 术 ， 传统 ３ 槽 ／极 ６ ２
Ｌ ｉ Ｌ ｉ ｅ Ｚ ａ ｇ Ｑ ｚ ｉ ｉ ｎ ｖ Ｌ Ｈａｗ ｉ ｈ ｎ ｉｈ
Ｘｉ ｎ Ｓ ｙｏ ’ ｈｉ ｕ Ｕｎｉ ｒ ｉｙ ａ ｖｅ ｓ ｔ
摘
要： 柴油 发 电机 组 的控 制系统 涉 及机械 、 传感
Ｋｅｗｏ ｄ ： ｊｓｉｇｓｅ ｄｓ ｓ ｍ Ｄ ｅｅ ｇ ｎ ｒｔ ｙ ｒ ｓ Ａｄｕ ｔ ｐ ｅ ｙｔ ｎ ｅ ｉｓｌ ｅ ｅａ—
绕组系数 ｐ 平均节距 皆 波含量绕组系数 ｐ 平 均节距谐波含重
０８ ６ ２ ３ ３ ５ ／ ｑ＝ ２ ０９ ３ ５６ ．３ ０ ／ ０８ ２ ２ ３ ＿３１ ／ ｑ： ３ ０．４ ２ ９ ５ ５６ ／ ４０ ． ５０ ６０ ． ８０ ． ２－５ ０ ８ ６１ ０ ７ ７ ４ ４ ８％ ． ９ ．３ ２ ．６ ２４ ％ ４ １４ ％ ０ ９ ０ ０ ７ ９ ６－ １ ． ０ ８ ．４ ４ ８１ １１ ％ ．９ １ ％ ． ０１ ２３ ．％
柴 油发电机组 控制系统
关键词 ： 调速
由于这 类 单片 机 的 运 算处 理 速 度 不快 、 内部资 源
Ａｂｓ ｒ ｔ ｔ ａｃ ：ＴＭ Ｓ３ ０Ｆ２８ ２ ｉ ２－ ｔｄｉ ｔ ｌｓｇｎａ ｒ － ２ １ ｓａ ３ － ｇｉａ ｉ ｂｉ ｌｐ ｏ－ ｃ ｓ ｏ ｍ ｐａ ｅ ｓ ｒｂｙ ＴＩ Ｃｏ ｎｙ，ｉ ｉ ｎ ａ ｖａ ｅ ｒ ｄｕ ｔｓ ｃ ａ・ ｔ ｓ ａ ｄ ｎｃ ｄ ｐ ｏ ｃ ｐｅ ｉ ｌ
基于TMS320F2812DSP的测频方法的数字频率计的方案设计
基于TMS320F2812DSP的测频方法的数字频率计的方案设计本文给出一种基于TMS320F2812(简称F2812)DSP 的一种简易测频方法。
该方法有效利用F2812 的片内外设事件管理器的捕获功能，在被测信号的有效电平跳变沿捕获计数，电路实现多靠软件设置，运算简单，实时性好，测量精度高。
1 测量方法常用的测频方法主要有直接测频法、直接测周法以及多周期测量法。
直接测频法虽在高频段的精度较高，但在低频段的精度较低，直接测周法则恰恰相反。
多周期测量法是将被测信号和标准信号分别输入到两个计数器，其实际闸门时间不是固定值，而是被测信号周期的整数倍，因此消除了对被测信号计数时产生的±1 Hz 的计数误差，其精度仅与闸门时间和标准频率有关。
因此本设计采用多周期测量法作为具体的实施方案。
2系统的设计2．1 系统的硬件设计硬件系统总体框图如图1 所示。
被测信号首先经过限幅放大、直流偏置、整形电路，变换为0～3．3 V 的方波信号，然后再进入DSP，利用其定时器和捕获单元实现频率的测量。
测量完成后，一方面可由键盘设置相关参数通过LCD 显示测量结果，另一方面可通过RS一232 传送给PC 机显示测量结果。
另外，为了提高系统的可靠性，增加了一个自我校准电路，即在测量之前，可通过软件设置产生1 MHz 的标准脉冲信号，送到信号调理模块的输入端，检测测量结果是否正确，从而达到自我校准的目的。
本设计选用美国德州仪器公司(TI)的TMS320F2812DSP 作为核心处理单元。
F2812 是TI 公司近几年推出的高速、高精度的工业控制DSP 芯片。
它运算速度快，工作时钟频率达150 MHz，指令周期可以达到6．67 ns 以内，低功耗(核心电压1．8 V，I／O 口电压3．3 V)。
它采用哈佛总线结构，具有强大的操作能力；外围设备包括3 个32 位的CPU 定时器，16 通道的12 位A／D。
基于DSPTMS320F2812和DS18B20的温度测量系统设计
基于DSP TMS320F2812和DS18B20的温度测量系统设计摘要:本文介绍了一种基于TI公司DSP TMS320F2812 的高精度温度测量系统的设计。
该系统采用TMS320F2812为微处理器，配合高精度DS18B20数字温度传感器和外部扩展的模数转换器采集温度数据，并经过滤波算法处理控制输出，能够得到比较精确的温度值。
主要介绍了系统的结构、工作原理、软硬件的设计，并对系统设计的特点进行了详细的说明。
关键词: TMS320F2812；DS18B20；温度测量；模数转换1 概述温度在航空、航天领域中是个重要的物理量，由于温度变化对设备可能产生影响，包括降低系统的成像质量，影响分辨率，因此，在这些系统中对温度的实时采集测量十分重要。
以传统的单片机为核心的温度测量控制系统，由于受到处理器自身硬件资源和速度的限制，硬件电路设计复杂，数据实时处理能力差，温度测量时间长。
而随着计算机技术尤其是招超大规模集成电路技术的发展，具有更强处理能力的DSP芯片，以其运算速度快、实时性强、功耗低、抗干扰能力强等特点，越来越多地被应用。
采用了DS18B20数字温度传感器、外部扩展ADC模数转换器，使用内部集成外设功能的DSP TMS320F2812 微处理器作为整个系统的核心控制单元，简化了硬件电路设计；在温度采集控制软件上采用“通道滤波”温度采集控制算法，使得温度采集具有速度快、精度高的特点。
2 系统方案设计温度测量系统设计以DSP TMS320F2812为中央处理器为核心，采用DS18B20型号数字温度传感器为温度传感器，使用AD7892型号的ADC模数转换器进行A/D 转换，并将采集结果代入温度曲线方程计算出当前温度值，并且将温度值通过通信系统发送到上位机。
高精度温度测量控制系统由两大部分组成，第1部分为以DSP TMS320F2812为核心处理器的数据采集及处理部分，主要由产品温度环境、温度传感器、ADC模数转换器、DSP TMS320F2812、电源构成；第2部分由温度采集处理软件构成，完成对DSP采集到的数据进行分析、处理等任务。
基于DSP的柴油发电机组控制系统自动并网模块设计
基于DSP 的柴油发电机组控制系统自动并网模块设计李琳，赵宇，闫宏量（西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室，陕西西安710065）摘要：针对现有自动准同期并网装置与发电机组控制系统分离，采用单独的控制芯片而导致资源浪费的问题，设计了以发电机组控制系统的主控芯片TMS320F2812为核心实现的自动准同期并网模块。
该模块节省了硬件资源，通过实验可以方便的实现安全、可靠的并网。
详细叙述了该模块的原理和软硬件设计。
关键词：自动准同期；并网；DSP ；同步发电机中图分类号：TM31文献标识码：A文章编号：1674－6236（2013）03-0184-03Automatic grid -connected module design of the control system of diesel enginegenerator using by DSPLI Lin ，ZHAO Yu ，YAN Hong -liang（Shanxi Provincial key Laboratory of Drilling Rig Control Technology ，Xi ’an Shiyou University ，Xi ’an 710065，China ）Abstract:Faced with the separation of automatic synchronization equipment and the control system of diesel engine generator ，together with the problem of wasting of resources by separate control chip.It ’s design the automatic grid -connected module using control chip TMS320F2812the core of the diesel engine generator control system to achieve.This module saves hardware resources .The experimental results shows that it can reliable achievement grid -connected.Then narration the theory of module and the design of the software and hardware.Key words:automatic synchronization ；grid -connected ；DSP ；synchronizing generator收稿日期：2012-10-11稿件编号：201210068基金项目：陕西省科学技术厅（2006K04-G20）作者简介：李琳（1963—），男，甘肃兰州人，硕士，教授。
基于DSP2812的三种电机转速测量方法研究
转速（转/秒）
1500 1400 1300 1200 1100 1000
900 800 700 600 500 400 300 200 100
0 0
12000 24000 36000 48000 60000 72000 84000 96000 108000 120000 时间（毫秒）
Abstract：The three operation theories of motor speed detection arithmetic called M arithmetic, T arithmetic and
M/T arithmetic are presented, and their characteristics for the problem of speed detection in servo system and
579.7 r/min，则计算误差为-0.05%≤△e≤0.02%。
若电机转速提高到 1180 r/min，则检测到的脉冲数
应为 931 或 932，T 法计算出的电机转速为 1180.1
r/min 与 1178.8 r/min，计算误差为-0.1%≤△e≤
0.01%。随着转速的提高，T 法测速精度变高低。T
法测速原理如图 2 所示。
M2 个脉冲
Tc 图 2 T 法测速原理
M1 个脉冲
M2 个脉冲
Tc
T2
图 3 M/T 法测速原理
min 与 1179.994 r/min，计算误差为△e≈0%。随着 转速的提高，M/ T 法测速一直都有比较高的精度。 M/ T 法测速原理如图 3 所示。
3 三种测速方法的 DSP 实现
TMS320F2812 DSP在柴油发电机组频率测量中的应用
TMS320F2812 DSP 在柴油发电机组频率测量中的应用
0 引言对于柴油发电机组而言，调频性能的好坏，是决定整个发电机组电气性能的关键，决定了它的电压特性、带载能力。
而传统的模拟频率调节装置要实现复杂的控制规律或扩展更多的功能，就必然造成结构复杂，成本提高，可靠性降低的问题。
随着微处理器技术和现代控制理论的发展，柴油发电机的频率调节从传统的模拟技术转向数字控制。
数字式控制器具有算法灵活、精度高、抗能力强等特点，对数字式控制器的研究已成为柴油发电机领域的热门课题。
本文论述的就是柴油发电机数字控制器中频率测量环节的功能实现。
1 测频原理系统的原理框图如图l 所示，柴油发电机的频率可由光电编码器来检测，码盘与机组传动轴连接，能够产生两个频率变化且正交(即相位相差90°)的脉冲，DSP 通过其EV 管理器的正交编码脉冲QEP 电路对脉冲频率或周期进行测量，从而测得机组转速，机组转速n 与同步发电机发电频率f 之间满足：
f=pn/60 （1）其中p 为发电机的极对数。
故由此可间接测得柴油发电机的频率。
而测取机组转速的方法有T 法、M 法和M／T 法，T 法是通过测量光电码盘所产生的相邻两个脉冲之间的时间来确定转速，故适合测量较低转速；M 法则是在一定的时间间隔内对光电码盘所产生的脉冲进行计数来确定转速，故适合测量较高转速；而M／T 法由于结合了前两者的特点，所以在测速场合被广泛使用。
其原理是，由定时器确定采样周期T，定时器的定时开始时刻总与脉冲
编码器的第一个计数脉冲前沿保持一致，在T 的期间内得到脉冲数M1，同时，另一个计数器对标准的时钟脉冲进行计数，当T 定时结束时，只停止对脉冲计。
基于TMS320F2812永磁同步电机调速系统性能研究
Key words: Permanent Magnet Synchronous Motor, AC Drive , Vector Control, SVPWM, Low Speed
II
基于 TMS320F2812 永磁同步电机调速系统性能研究
图、表清单
图 2.1Leabharlann 图 2.2 图 2.3永磁同步电机转子结构.........................................................................................................7 单对极永磁同步电机结构简图 .............................................................................................9 ABC_dq0_αβ0 坐标系简图 .................................................................................................11
关键字: 永磁同步电机，交流调速，矢量控制，空间矢量 PWM，低速
I
基于 TMS320F2812 永磁同步电机调速系统性能研究
ABSTRACT
As the development of industry technique, AC Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM) servo system is developing very fast and widely used in the area of CNC Machine Tool and industry robot etc. As the important component of servo system, the velocity control of AC PMSM is developing fast too. The full-digital PMSM drive system based on DSP is a trend of AC drive system and is very convenient to realize intelligent control algorithm and high performance strategies. The purpose of this paper is to design a full-digital PMSM drive system based on the DSP TMS320F2812 and provide a hardware and software platform for further research. Firstly: make an introduction of PMSM drive system development situation and direction; found the mathematical model of PMSM; analysis the property and design the regulator of current and speed circle by classical control theory. Secondly, found the AC driver system model using rotator magnetic flux orientation and space vector control pulse width modulation technique on the base of simulation software Matlab; verify the characteristics of the designed regulator by simulation and obtain satisfying effects. Thirdly, make real-time debugging of current and speed circle respectively ; analysis the problems appeared during debugging and put forword the solution. Finally, analysis the low speed characteristics of the AC driver system and put forword the solution of improvement. the experiment results indicate that the control system can achieve good dynamic and static performances ; prove the correctness of theory and simulation and pave the way for future research and application. But the characteristics of low speed need further research and improvement.
基于TMS320F2812事件管理器的一种测频方法
temp = capnum2+(0xFFFF-capnum1);
pinlvf[fnum++] =temp;
if(fnum>4) fnum=0;//取5个数值后回零
f= 2343750.0/(float)temp;//f= 150M/64/temp
基于TMS320F2812事件管理器的一种测频方法C2000例程
基于TMS320F2812事件管理器的一种测频方法
摘要
TMS320F2812是TI公司新推出的一款主要应用于工业控制的DSP芯片。它集成了EV、AD、串口等的片内外设，具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能。文章利用其片内外设事件管理器的捕获功能，给出了一种简单的测频方法，实现了电力系统中电网频率的测量。有较强的实用性。
EvaRegs.T1CON.bit.TMODE=2; 1CON.bit.TPS=5; //4分频
EvaRegs.T1CON.bit.TENABLE=1; //使能定时器
= 时基T1的频率/
t，这里时基T1的频率为时钟主频除以分频系数，即fT1=150M/64，因此所测频率f=150M/64t。下面为捕获中断子程序。
unsigned int capnum1;
unsigned int capnum2;
float f；
EvaRegs.EVAIMRC.bit.CAP1INT=1; //捕获1中断使能
}
3．2 捕获中断子程序
进入捕获中断子程序时，保护现场后首先清CAP1中断标志位，从2级深度FIFO中依次读出两次捕获的计数值capnum1和capnum2。如果capnum2大于capnum1，则直接相减，之差即为在被测频率的一个周波内记的定时器T1脉冲数t。若capnum2小于capnum1，则说明在计数过程中有计数溢出，即计数到周期寄存器T1PR内写入的0xFFFF后回零重新计数，因此在求脉冲数t时要在capnum2与capnum1之差上加上0xFFFF。被测的信号频率：f
基于TMS320F2812的多功能监测报警系统的设计与实现
基于TMS320F2812的多功能监测报警系统的设计与实现【摘要】本文介绍了以TMS320F2812处理器为核心、基于收割机应用的多功能监测报警系统的设计与实现，文中给出了系统设计的整体方案，包括硬件和软件方案的设计，并对这两个部分的功能和实现做出了详细的分析和介绍。
系统的硬件部分设计主要包括电机驱动电路，粮仓满报警器电路。
经过软硬件的调试和结果分析表明系统性能稳定，能够实现收割机多功能监测报警系统的功能要求，对应用于农业机械的报警器组合仪表的设计有一定的参考价值。
【关键词】监测报警；TMS320F2812；AD转换；收割机应用一、课题研究的背景和意义课题提出了以TMS320F2812处理器为核心的基于收割机应用的多功能监测报警系统的设计方案，包括转速表、计价器，水温报警器，粮仓满报警器。
图1-1所示为监测报警系统典型框图。
1.电机驱动模块介绍本设计利用电机驱动芯片L298实现对直流电机的控制，利用TMS320F2812内部事件管理器EVB实现PWM驱动信号的产生，利用键盘实现PWM信号占空比的调制来实现电机的加速和减速，为了保证系统稳定性和可靠性，减少干扰，采用光电隔离芯片TLP521-4实现信号隔离。
2.液晶显示模块介绍显示模块利12864液晶屏实时显示测量结果。
3.转速表、计价器模块介绍本设计利用红外线对管来检出车轮转速信号，经过555芯片进行波形整形。
然后将整形后的波形送入处理器TMS320F2812的捕获单元CAP2，对波形的频率进行测量，进而计算出车轮的转速，根据给定的车轮周长可以得到收割机的行驶速度。
再利用捕获单元对送入的波形脉冲个数进行计数，得到车轮转的圈数，进而得到收割机行驶距离，根据给定的单价，可以得到收割一定面积农作物的价格。
4.粮仓满报警器模块介绍小麦粮仓满报警器利用检测红外线对管之间是否有物体（小麦），来得到粮仓是否已满的信息。
玉米粮仓满报警器利用超声波测距来检测粮仓顶部距仓中玉米的距离来判断粮仓是否已满，当二者距离小于给定的临界值时，证明粮仓中不能存放更多的玉米，即粮仓已满。
基于TMS320F2812的便携式发动机转速测量仪的研究
基于TMS320F2812的便携式发动机转速测量仪的研究摘要：本设计是通过测量发电机周围导线上，带有发动机转速信息的电信号频率，来测量发动机的瞬时转速，基于TMS320F2812进行频谱分析求出发动机转速。
这种方法测量方便，并且采用数字化测量，信号采集记录方便，便于车辆发动机工作状况的进一步分析。
关键词：发动机转速；TMS320F2812；频谱分析Abstract: This is designed to measure the instantaneous engine speed by measuring the signal frequency with the engine speed information around the wire of the generator. Engine speed is calculated with frequency spectrum analysis on TMS320F2812. This method is easily measured, and the use of digital measurement. Collecting and recording signal is convenient，and easy to further analysis of engine operating conditions.Key words: engine speed, TMS320F2812, frequency spectrum analysis1. 引言随着汽车工业的迅猛发展，车辆状态参数的检测日益重要，而发动机是汽车的动力源泉，是汽车的心脏，它的性能优劣直接影响到汽车整车的运行，其中发动机转速是评价其动力性的一个重要指标，转速可以直接反应车辆运行的状况。
通常我们获取发动机转速是通过车辆上自带的指针式的转速仪，在车辆平稳匀速行驶时，它可以大致反应发动机转速，但是当道路状况不好或者需要记录车辆的实时转速时，这种转速仪基本失去功能。
基于TMS320F2812的信号处理系统的设计
基于TMS320F2812的信号处理系统的设计
高利兵
【期刊名称】《石油仪器》
【年(卷),期】2010(024)006
【摘要】根据高分辨感应测井仪井下信息处理的需要,设计了一种基
TMS320F2812的信号处理系统.采用DSP芯片TMS320F2812实现井下信息的实时采集处理,将数据通过串行异步通信接口传到PC机,由PC机的串口调试工具对接收信号进行显示和具体分析并将结果反馈给DSP进行控制.文章对硬件和软件设计及其进行了详细描述,该系统具有很高的可靠性,具有高速数据采集功能.
【总页数】3页(P69-70,73)
【作者】高利兵
【作者单位】中国石油集团测井有限公司吐哈事业部,新疆,鄯善
【正文语种】中文
【中图分类】P631.8+3
【相关文献】
1.基于TMS320F2812的二维PSD信号处理系统的设计 [J], 史狄;孙利群;章恩耀
2.基于TMS320F2812的数字钟系统设计 [J], 杨素珍;林本杰
3.基于TMS320F2812的程控逆变电源设计 [J], 汤代斌
4.基于TMS320F2812的ARINC429总线通信软件设计 [J], 王璇
5.基于DSP(TMS320F2812)的电机微机保护平台设计与开发 [J], 杨磊; 黄金霖
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基于TMS320F2812的直接转矩数字控制系统
势，因此，目前 DTC 技术被广泛应用于交流调速
算法中［1-3］。
微处理器技术的飞速发展、电力电子器件的
不断突破均推动着交流调速技术向前发展，使得
DTC 技术得以广泛地工程化应用。TI（德州仪
器 ）公 司 推 出 的 TMS320C28x 系 列 中 ，以
“TMS320F2812”为代表的 32 位定点 DSP，其工作
关键词：直接转矩控制；幅值补偿；磁链计算；转速调节
中图分类号：
TM343
文献标识码：
A
DOI：
10.19457/j.1001-2095.dqcd19113
Direct Torque Digital Control System Based on TMS320F2812
SUN Congjun，
ZHANG Ximao
control of asynchronous motor using TI′ s DSP chip TMS320F2812 was introduced. A low- pass filter with amplitude
compensation was used to estimate the stator flux，which filled the defect of pure integration in the U—I model. The
ELECTRIC DRIVE 2019 Vol.49 No.3
电气传动 2019 年 第 49 卷 第 3 期
基于 TMS320F2812 的直接转矩数字控制系统
孙丛君，
张喜茂
（中车青岛四方车辆研究所有限公司，
山东 青岛 266031）
基于TMS320F2812的脉冲信号参数测量仪系统设计
基于TMS320F2812的脉冲信号参数测量仪系统设计张桐;杜枭;张亚萍;周桂宇;帅康;丁从张【摘要】设计一种基于TMS320F2812的脉冲信号参数测量仪系统,主要由DSPF2812最小系统核心板、TLV3501比较器、AD637峰值检波模块和DAC模块TLV5619构成,采用定时器的捕获模式进行数据采集和处理.系统能产生频率1 MHz、脉宽100 ns的标准脉冲信号,同时可以精确测量脉冲信号频率、占空比、幅值和上升时间.频率测量范围10 Hz~2 MHz,测量误差的绝对值不大于0.1%;占空比测量范围为10%~90%,测量误差的绝对值不大于2%;幅度范围0.1~10 V,测量误差的绝对值不大于2%;上升时间测量范围50~999 ns,测量误差不大于5%.可以作为高精度便携式专用脉冲信号测试仪表.【期刊名称】《宜宾学院学报》【年(卷),期】2017(017)006【总页数】6页(P1-5,14)【关键词】脉冲信号;TLV3501;AD637;TLV5619【作者】张桐;杜枭;张亚萍;周桂宇;帅康;丁从张【作者单位】宜宾学院物理与电子工程学院,四川宜宾644007;宜宾学院物理与电子工程学院,四川宜宾644007;宜宾学院物理与电子工程学院,四川宜宾644007;宜宾学院物理与电子工程学院,四川宜宾644007;宜宾学院物理与电子工程学院,四川宜宾644007;宜宾学院物理与电子工程学院,四川宜宾644007【正文语种】中文【中图分类】TP29脉冲信号是光电编码器、光栅尺等传感器输出的信号，多采用高精度示波器进行测量频率、占空比、幅度和上升时间，但是高精度示波器体积大，携带不方便，成本高，而基于单片机开发的脉冲信号参数测试仪采用等精度和测周法测试[1]，人为进行分段测量，必然在分段的过渡区间造成较大的误差，而且单片机系统时钟频率低并不适合精度较高的测试.本文采用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为主处理器，时钟频率高达150 MHz，运用事件管理器捕获模式捕捉信号并进行运算，通过分压电路，高速比较器、峰值检波完成信号的变换[2]，并通过液晶进行显示.整个系统集成度高，测试精度高，易于制作成高精度的便携式脉冲信号参数测试仪.脉冲信号参数测量仪采用TI公司的DSP2000系列TMS320F2812作为控制与处理芯片，脉冲信号先经过分压电路，再分别经过TLV3501比较器、AD637峰值检波模块，进入DSP核心板运算，最后经过LCD12864进行显示.占空比为10%的标准脉冲信号由DSP事件管理器里的比较模块产生，再经过信号放大与整形电路最后输出.系统结构框图如图1所示.2.1 幅值测量在幅值测量中，采用了AD637峰值检波模块.被测信号经过50%的分压，进入AD637峰值检波模块，交流信号转变为直流信号，再由DSP对直流信号进行AD 采样.AD637提供波峰因数补偿方案，允许以最高为10的波峰因数测量信号，额外误差小于1%.带宽允许测量200 mV均方根、频率最高达600 kHz的输入信号以及1 V均方根以上、频率最高达8 MHz的输入信号.用DSP芯片内部自带的AD模块采样，模块是一个12位的模/数转换器.通过定时器在中断中实现AD采样.采用多功能复合滤波，即把多次采样值先按从大到小的顺序排列，然后将最大值和最小值去掉，再将余下部分求和取平均值的方法[3]，使得最后计算出的幅值更准确.2.2 频率、占空比测量（1）测量原理.测量频率时，被测信号经过50%的分压，进入TLV3501比较器模块，再传向DSP进行捕获采样.被测信号经过TLV3501比较器模块，使得输出幅值达到DSP芯片要求，DSP通过事件管理器中的内部计数器记录脉冲个数，经过计算得到其频率值.测量占空比时，被测信号经过TLV3501比较器模块，DSP对TLV3501比较器模块输出信号进行上升沿和下降沿进行捕获，再通过计算得到其占空比.比较器输出信号与DSP的捕获引脚相连，运用事件管理器中的比较捕获模块对被测信号进行捕获[4].在捕获方式中，当满足捕获条件时，捕获模块将捕捉到的计数值保存到16位FIFO中，FIFO具有两级深度，第1次捕获定时器计数寄存器TICNT中的值存入FIFO堆栈的顶层寄存器CAP1FIFO1中，状态位从00变为01，第2次捕获，新的捕获值送入堆栈底层寄存器CAP1FBOT中，状态位从01变为10，第3次捕获，顶层寄存器CAPFIFO1中的数据丢失，底层寄存器的值被推入顶层寄存器，新捕获的值写入到底层寄存器.在上升沿时，捕获一个定时器数据，此时捕获比较器会产生中断，CPU响应中断将捕获比较寄存器中的数据存入RAM中以备程序调用，再等待下降沿的到来，在下降沿时又捕获一个定时器数据，同样该数据也可以从捕获寄存器中读出存入RAM中以供以后计算用.两次捕获的定时器数据差就是被测信号的高电平宽度，同样的原理，也可以测出信号的低电平宽度.（2）测量结果的计算.脉冲宽度的测量值为T=t×(TAR1-TAR0)，其中T是脉冲宽度，TAR0是在上升沿时捕获的定时器数据，TAR1是在下降沿时捕获的定时器数据.2.3 脉冲上升时间测量在脉冲上升时间测量中，采用了TLV3501比较器模块.被测信号经过50%的分压，进入TLV3501比较器模块，再传向DSP进行计算.TLV3501比较器的比较参考电压由数模转换芯片TLV5619给出，DSP通过测量出脉冲信号的幅值，分别将脉冲信号幅值的10%和幅值的90%这两组电压输出给TLV3501比较器，然后测出在两个不同参考电压下的比较信号正脉冲宽度，信号幅值的10%参考电压比较出的脉冲信号脉宽减去信号幅值的90%参考电压比较出的脉冲信号脉宽，再除以2，即得到脉冲信号的上升时间[5].2.4 标准矩形脉冲信号发生器占空比为10%的标准脉冲信号由DSP事件管理器里的比较模块产生，再经过信号放大与整形电路最后输出[6].DSP事件管理器里的比较模块只能产生3.3 V的幅度，其频率可以达到1 MHz，脉宽为100 ns，上升时间不超过30 ns.所以产生的信号需要经过放大与整形，从而得到幅度为5 V的标准矩形脉冲信号发生器.3.1 峰值检测电路原理图AD637是一个完整的、高精度单片RMS-to-DC转换器，它可以计算任何复杂波形的真有效值.在集成电路的RMS-to-DC转换器领域，它提供了前所未有高性能，并且可以在精度，带宽和动态范围方面和分立模块化技术相媲美.在AD637采用了波峰因数补偿方案，当测量信号的波峰因数达到10时，其额外误差仍然保持在低于1%的水平.峰值检测电路原理图如图2所示.AD637具有足够宽范围的带宽，当输入信号的有效值是200 mV时，可以测量高达600 kHz的信号，当输入信号的有效值是1 V时，它可以测量的信号高达8 MHz.3.2 比较器电路原理图TLV3501是推挽式输出比较器，信号快速延迟时间为4.5 ns，芯片采用单电源供电，电源电压范围从+2.7 V到+5.5 V均可正常工作，非常适合低电压应用，轨对轨输出可直接驱动CMOS或TTL逻辑.比较器电路原理图如图3所示，采用双路比较器可以快速计算出信号幅值的10%和信号幅值的90%，以及记录大于10%信号幅值和小于90%信号幅值的采样数据的个数，然后换算出对应的脉冲信号上升时间，多次采样，计算平均值，可以有效地降低误差，也准确地将上升时间和下降时间区分出来.3.3 D/A电路原理图图4是D/A电路原理图，主要功能是DSP芯片输出并行二进制的数字量送给TLV5619，TLV5619将数字量转换为直流电压，通过13管脚输出一个高精度基准电压送给电压跟随器U2.脉冲参数测量仪的软件设计包括TMS320F2812的程序初始化、AD采样、事件管理器和SPI通讯程序[7].软件结构和测试流程如图5、图6所示.5.1 测试条件与仪器在标准大气压条件下进行测试，被测信号由普源DG5252信号源提供.测试仪器为示波器安捷伦DSOX3032A.系统实物如图7所示.5.2 测试结果及分析方波被测信号由信号源提供.5.2.1 测试结果(数据)（1）测量脉冲信号频率：其频率范围10 Hz~2 MHz，结果如表1所示，测试误差为0%.（2）测量脉冲信号占空比：占空比从20%连续调节到80%，测量数据见表2，测试误差小于1%.（3）测量脉冲信号幅度：信号幅度从0.1 V连续调节到10 V，测量数据见表3，测试误差小于2%.（4）测量脉冲信号上升时间：信号上升时间从50～1 000 ns，测量数据见表4，测试误差小于4%.（5）标准矩形脉冲信号发生器：系统能够产生标准1 MHz方波脉冲信号，幅度为5 V，上升时间小于等于18 ns.5.2.2 测试分析与结论系统在幅值0.1 V时，出现误差2%，主要原因为信号进入电路后分压一半，造成误差偏大.脉冲上升时间为50 ns时，系统捕捉到的点数相对较少，造成误差较大. 综上分析，采用TMS320F2812、峰值检波和比较电路，能够准确测量脉冲信号的频率、占空比、幅度和上升时间，同时可以产生标准脉冲信号发生器.系统结构简单，性能可靠，测试数据准确，系统集成度高，在便携式测量仪器方面具有实用价值.[1]裴立云,朱静,王守权,等.基于单片机控制的等精度频率计设计【相关文献】[2]杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].第3版.北京:高等教育出版社,2006.[3]潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术[M].第2版.北京:电子工业出版社,2011.[4]顾卫刚.手把手教你学DSP-基于TMS320F281x[M].北京:北京航空航天大学出版社,2011.[5]王士彬,孙才新,杜林等.基于频差倍增技术的陡脉冲上升时间测量系统[J].重庆大学学报(自然科学版),2006,29(8):29-32.[6]康华光.电子技术基础数字部分[M].第五版.北京:高等教育出版社,2005.[7]刘杰.基于固件的DSP开发及虚拟实现[M].北京:北京航空航天大学出版社,2014.。
基于DSPF2812的发动机转速测量系统设计
基于DSPF2812的发动机转速测量系统设计于海征;冯国胜;袁新华;邓晓龙;李鹏飞【摘要】在研究现有的几种发动机转速测量方法基础上,设计了一种以T型测速方法为原理,以DSPF2812为控制核心的发动机转速测量系统.给出了系统的测量原理以及实现发动机转速测量的软件编程方法和信号调理电路设计,同时应用LabVIEW 软件实现对信号的监测和数据存储,最后对该测量系统进行了实验测试,在实际测试中取得了良好的效果.该系统具有测速精度高、测速范围广以及实时性强等特点,为汽车发动机性能研究、故障处理以及后续的分析提供了重要的参考依据,同时该系统还可以应用到电机测速等其它测速领域,具有较高的实用价值.【期刊名称】《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(029)002【总页数】6页(P72-77)【关键词】发动机转速;测量;DSPF2812;T型法测速;LabVIEW【作者】于海征;冯国胜;袁新华;邓晓龙;李鹏飞【作者单位】石家庄铁道大学机械工程学院,河北石家庄050043;石家庄铁道大学机械工程学院,河北石家庄050043;石家庄铁道大学机械工程学院,河北石家庄050043;石家庄铁道大学机械工程学院,河北石家庄050043;石家庄铁道大学机械工程学院,河北石家庄050043【正文语种】中文【中图分类】U464.12+3发动机是汽车总体构造的核心部分，为了获取汽车发动机的运行情况，需要对其转速进行测试，并精确记录转速值[1]。
汽车发动机的转速数据对车辆进行后续的检测、维修和保养提供了重要的参考依据，所以实现发动机转速的准确测量、实时监测以及数据存储具有重要的意义和价值。
为实现发动机转速快速、准确的测量，本设计以T型法测速为原理，通过应用DSPF2812的捕获单元采集发动机的喷油脉冲信号来实现对发动机转速的测量和计算，同时采用新的软件编程方法，在确保发动机转速测试精度的基础上增大了所测转速的范围，最后通过应用LabVIEW软件与DSPF2812的串口通信实现数据的实时监测和存储。
一种应用TMS320F2812和编码器测量电机转速的方法
一种应用TMS320F2812和编码器测量电机转速的方法郭李艳31 何萍1 李美莲21 中国航天科技集团公司第四研究院401所,陕西 西安710025;2 中国航天科技集团公司第四研究院,陕西 西安710025摘 要 利用TMS320F2812的正交编码电路及H EDSS 的增量式编码器测异步电机转速,介绍了测速原理,提供了调试成功的C 源程序,采用两种方法验证测得的异步电机转速,给出了该方法在实际应用中的注意事项。
关键词 TMS320F2812;Q EP ;测速;光电编码器中图分类号:TP276 文献标识码:A 文章编号:1009-1033(2007)03-0013-03 TMS320F2812是美国TI 公司最新研制的2000系列数字信号处理器,其片内带Flash 存储器、工作频率达到150M Hz ,在电机控制等测控场合有广泛的应用。
其上有两个事件管理器,每个事件管理器模块都有一个正交编码脉冲(Q EP )电路,通过对该电路引脚上的正交编码脉冲进行解码和计数,可以确定电机的转动方向,根据脉冲的个数和频率,可以确定电机的转速。
1 正交编码脉冲电路(Q EP )简介对于时间管理器A (EVA ),通用定时器2为Q EP 电路提供基准时钟。
通用定时器作为Q EP 电路的基准时钟时,必须工作在定向增/减计数模式,并且以光电编码器发出的正交编码脉冲为时钟源。
两列正交输入脉冲两个边沿都被正交编码脉冲电路计数,因此,产生的时钟频率是每个输入序列的四倍。
正交编码脉冲的方向检测逻辑检测出两个脉冲序列中哪一个是先导系列,接着它就产生方向信号DIR 作为通用定时器2的计数方向输入,使通用定时器2工作在增或减计数模式。
正交编码电路的结构框图如图1[1]:图1 正交编码电路的结构框图2 光电编码器测速原理典型的光电编码器结构原理如图2。
它有三组输出信号,相应的有三组光电转换元件。
当转动盘上的槽与固定盘上的槽相重合时,位于固定盘后面的光敏元件可接收到来自转动盘侧的相应发光元件的光,然后转变为电信号。
一种基于TMS320F2812的电机转速测量方法
一种基于TMS320F2812的电机转速测量方法高伟;金勇【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2011(39)6【摘要】基于TMS320F2812的正交编码电路和光电编码器,提出一种电机转速的数字测量方法.介绍其软硬件的实现方法,并在实际系统中验证其测量精度和响应特性.实验结果显示:该测量方法具有精度高、响应快等特点.%A new digital measurement method of motor-rotating-speed was put forward based on the quadrature encoder of TMS320F2812 and photoelectric encoder.The implementations of hardware and software were introduced.The measuring precision and response characteristic were checked in an actual system.The experimental result shows that the method has the virtues of high detecting precision and fast response and so on.【总页数】2页(P94-95)【作者】高伟;金勇【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京,210094;总装工程兵驻武汉军事代表室,湖北武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TM383.4【相关文献】1.一种应用TMS320F2812和编码器测量电机转速的方法 [J], 郭李艳;何萍;李美莲2.一种基于线性霍尔传感器的直流电机转速测量方法 [J], 田汉波;赵英俊3.一种简便的电机转速测量方法 [J], 田金云;杨旭4.一种新型电机转速测量方法的研究 [J], 蒋云云;王击5.一种新型电机转速测量方法的研究 [J], 蒋云云;王击因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于TMS320F2812的航空发动机转速信号采集研究
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速信号的采集就显得非常重要了 。本文设计了一种简单 可靠的转速信号调理电路 ,通过 Altium Designer 6 软件进 行了原理图仿真 , 验证了调理电路的合理性 , 并且基于 TMS320 F2812DSP 控制器设计了一种新颖的转速频率信 号采集方法 ,提高了转速测量的精度 。
强宁 :基于 TMS320 F2812 的航空发动机转速信号采集研究
到控制转速的目的 。本系统采用瑞泰公司生产的 DSP 评 估板 ,板上已经集成了 D/ A 模块 。如图 1 为航空发动机转 速控制系统 。航空发动机控制系统要求的控制周期一般 不大于 20 ms ,即在 20 ms 内完成一次信号采集 、控制运 算 、控制信号输出 。燃油流量的采集由 A/ D 模块完成 ,A/ D 模块的采样周期设置为远小于 20 ms ,这样可以在一个 控制周期内采集多个点后 ,进行一定的数字滤波算法 ,然 后再进行控制运算 ,可以有效的消除输入模拟信号中的干 扰 。转速传感器的输出信号为近似正弦波信号 ,经过信号 调理电路后转换成 0 ～3 V 的单极性方波输入 DSP 的 TCL KINA 外部计数输入引脚进行计数 ,转速采集的软件 设计将在后面介绍 。
由仿真结果看到 ,当转速传感器输出信号的幅值在 0.
2 V 到 5 V 之间 ,频率在 100 Hz 到 10 k Hz 之间时 ,信号调
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1引言应用于高层建筑、银行、机场和油田等场合的柴油发电机组，必须采用相应方法控制其供电电压和频率，以确保在机组运行中具有良好的电气性能，满足应用要求。
其频率控制一般是通过转速控制实现[1-3]，目前应用较多的为模拟式转速调节器。
由于模拟式调节器不易实现复杂控制规律、结构复杂，故采用数字式控制器。
数字式控制器具有算法灵活，可实现复杂控制规律、抗干扰能力强等特点，是实现柴油发电机组转速的高精度调节[4]的理想选择。
因此，这里提出了一种以TMS320F2812DSP 为核心的转速数字控制器的测速功能系统设计，该设计方案是进一步实现转速数字控制的基础。
2转速测量原理在测量和控制柴油发电机组转速时，需用转速传感器检测机组转速，柴油发电机组经常使用磁电式转速传感器（图1），该转换传感器是在永久磁铁上安装一感应线圈，并将传感器安装于柴油机飞轮附近，与柴油机的测速飞轮构成一个磁回路。
当柴油发电机组转动时，由于飞轮带有齿槽，就会使回路磁阻发生变化，从而在转速传感器的线圈中产生感应电势，即转速电压信号，转速传感器线圈输出的平均电压值为0.5～6V ，其频率为：f =Zn /60（1）式中：Z 为柴油机飞轮齿数，n 机组转速。
将传感器输出信号调理后变成速度频率的数字信号输入TMS320F2812DSP 的捕获单元，捕获被测信号电平的跳变沿（比如上升沿），从而可在被测信号的一个周期内，对标准时钟f 0的周期数计数，若得到的周期数为K ，则显然被测信号的周期（T ）可表示为：T=K /f 0（2）于是，由（1）式和（2）式可得柴油发电机组的转速为：n =60f 0/ZK（3）通过DSP 程序按（3）式即可计算机组转速。
3转速测量系统设计3.1硬件电路设计若飞轮齿数Z 为159，柴油机额定转速为1500r/min ，根据上述测量原理，给出以TMS320F2812DSP 为核心的转速测量系统的硬件设计，如图2所示。
收稿日期：2008-11-19稿件编号：200811043作者简介：闫宏亮（1975-），男，陕西西安人，硕士，讲师。
研究方向：配电网优化及电机运行与控制。
基于TMS320F2812DSP 捕获单元的柴油发电机组的转速测量系统闫宏亮,闫苏利（西安石油大学电子工程学院,陕西西安710065）摘要:柴油发电机组做为备用电机电源或移动电站广泛用于高层建筑、银行、机场和油田等场合。
应用中需控制柴油发电机组的转速和电压，使其具有良好的电气性能。
采用TMS320F2812DSP 捕获单元处理柴油发电机组的磁电式转速传感器信号，实现柴油发电机组转速数字控制器的转速测量功能。
经实验测试，该系统设计测速精度较高，有较强的实用性。
关键词:电力系统及自动化;转速控制器;柴油发电机组;TMS320F2812;数字化信号处理器（DSP ）中图分类号:TM76文献标识码：A文章编号：1006－6977（2009）03-0007-02Speed measurement system of diesel generator bank based onTMS320F2812DSP capture uniteYAN Hong -liang,YAN Su -li（School of Electronic Engineering,Xi ′an Shiyou University,Xi ′an 710065,China ）Abstract ：Diesel generator bank,as standby power or mobile power station is widely used in high rise building,bank,airport and oil field.In application,its speed and voltage needs to be adjusted to ensure good electrical specifications.A speed measurement method used in digital speed controller is presented in this paper by processing signal from magnetoelectric tachometric transducer with capture unit of TMS320F2812DSP.It is proved this system design is an exactitude and feasible method by tests.Key words ：power system and its automation;speed controller;diesel generator bank;TMS320F2812;digital signal processor（DSP ）图1磁电式转速传感器第17卷第3期Vol.17No.32009年3月Mar.2009电子设计工程Electronic Design Engineering －7－磁电式转速传感器的输出信号首先由R 1和C 组成的滤波电路滤波，其截止频率f c 根据柴油机在额定转速时传感器输出信号的频率确定，而因f c =1/（2πR 1C ），从而确定R 1和C ，可见这两者的取值与柴油机转速和飞轮齿数有关。
需要注意的是这两者取值应按实际设备参数确定。
传感器输出模拟信号，要送入DSP 需将其转换为数字信号，因此采用V Q 开关状态，经V Q 转换后其集电极输出信号需由反相施密特触发器变换后（即经过信号整形后）再送入DSP TMS320F2812的捕获单元CAP1。
该捕捉单元有一个专用的2级深度FIFO 堆栈，顶层堆栈由CAP1FIFO 组成，底层由CAP1FBOT 组成。
测速分两次捕捉，第一次捕捉到引脚发生的指定变化时，捕获单元将捕捉所选用计数器的计数值并把该值写入FIFO 堆栈的顶层寄存器，如果在第一次捕捉的值读取之前发生第二次捕捉，新的捕捉值会被送入底层寄存器。
捕获单元捕捉到数值后，相应的中断标志位置1，如果没有屏蔽中断，则产生外围设备中断请求[5-6]。
响应中断，通过中断服务程序读取一对捕捉的数值。
该捕捉值正好是被测信号一个周期的两次计数。
根据这两次捕获值，计算标准时钟的周期数K ，进而得出被测转速。
3.2软件程序设计由于采用DSP 的事件管理器EVA 的捕获单元CAP1，并选其定时器T1作为CAP1的时间基准，T1工作在连续递增计数模式，并设定捕获单元捕获被测信号的上升沿。
捕获前要清中断标志位，开捕获中断。
相应初始化事件管理器EVA 的程序代码为：void InitEv(void){EvaRegs.T1PR =0xFFFF;//T1周期EvaRegs.T1CNT=0;EvaRegs.T1CON.all=0;EvaRegs.T1CON.bit.TMODE=2;//连续增计数模式EvaRegs.T1CON.bit.TPS=4;//150MHz 的32分频（HSP -CLK 已2分频，故TPS=4，即16分频）EvaRegs.T1CON.bit.TENABLE=1;//使能T1定时器EvaRegs.CAPCONA.all =0;//捕捉控制寄存器EvaRegs.CAPCONA.bit.CAP12EN=1;//使能捕捉EvaRegs.CAPCONA.bit.CAP1EDGE=1;/检测上升沿EvaRegs.CAPCONA.bit.CAP12TSEL=1;//CAP1选定时器T1EvaRegs.CAPFIFOA.bit.CAP1FIFO=0;//CAP1FIFO 空EvaRegs.EVAIFRC.bit.CAP1INT=1;//清CAP1中断标志位EvaRegs.EVAIMRC.bit.CAP1INT=1;//CAP1中断使能}进入捕获中断子程序时，保护现场首先清CAP1中断标志位，从二级深度FIFO 中依次读取两次捕获的计数值capK1和capK2。
如果capK2＞capK1，则capK2-capK1即为在被测信号的一个周期内记的标准时钟的周期数K 。
若capK2＜capK1，则说明在计数过程中有计数溢出，即计数到周期寄存器T1PR 内写入的0xFFFF 后回零重新计数，因此K =capK2-capK1+0xFFFF 。
这里时基T1的频率为主频时钟除以分频系数，即f 0=150MHz/32，因此所测速度为n =60f 0/（ZK ）=1768867.925/K 。
下面为捕获中断子程序代码：unsigned int capK1;unsigned int capK2;float Speed ；interrupt void CAPINT1_ISR(void)//EV -A 捕获中断子程序{unsigned int K;EvaRegs.EVAIFRC.bit.CAP1INT=1;//清捕获中断1标志位capK1=EvaRegs.CAP1FIFO;capK2=EvaRegs.CAP1FIFO;//读新旧两次计数值if(capK2>capK1)K=capK2-capK1;elseK =capK2+(0xFFFF-capK1);Speed=1768867.925/(float)K;//计算转速PieCtrl.PIEACK.bit.ACK3=1;//开外设中断应答}4结语基于磁电式转速传感器和TMS320F2812DSP 的捕获单元实现的柴油发电机组转速数字控制器的转速测量系统，其硬件设计简单，测量精度较高。
经实验测试，在机组转速80～1500r/min 时，测量误差均低于0.2%，完全满足柴油机发电机组转速测量和控制的要求，有较高的实际应用价值。
参考文献：[1]何伟，陈钢.柴油发电机组速度控制系统的仿真研究[J].移动电源与车辆,2002（1）:17-20.[2]王维俊，江敏，郭军华.小型柴油发电机电子调速系统设计[J].电气传动,2008,38（6）:23-25.[3]汪忠海，陆平，宋恩哲.柴油机数字式电子调速器的研究[J].柴油机，2006，28（2）:24-26.[4]戴花林，吴文海.柴油机数字式调速系统模型建立及仿真分析[J].自动化技术与应用，2007,26（9）:46-47.[5]万山明.TMS320F281x DSP 原理及应用实例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.[6]徐科军，张瀚，陈智渊.TMS320F281x DSP 原理与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.图2硬件电路设计原理《电子设计工程》2009年第3期－8－。