ch4 DSP系统设计入门资料

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dsp简单课程设计

dsp简单课程设计

dsp简单课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握DSP(数字信号处理器)的基本原理和应用,培养学生对DSP技术的兴趣和热情。

知识目标:使学生掌握DSP的基本概念、工作原理和主要性能指标;了解DSP 在不同领域的应用,如通信、音视频处理、工业控制等。

技能目标:通过实践操作,培养学生使用DSP芯片进行程序设计和系统应用的能力;使学生能够运用DSP技术解决实际问题,提高创新能力。

情感态度价值观目标:培养学生对新技术的敏感度,增强其对DSP技术的自信心和责任感;激发学生对电子科技和自动化的兴趣,培养其积极向上的学习态度。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括DSP的基本原理、DSP芯片的结构与工作原理、DSP程序设计方法和DSP应用实例。

1.DSP基本原理:介绍DSP的定义、分类和发展历程,使学生了解DSP技术的基本概念。

2.DSP芯片结构与工作原理:详细讲解DSP芯片的内部结构、工作原理和主要性能指标,以便学生能够深入理解DSP的运作方式。

3.DSP程序设计方法:教授DSP的编程语言、程序设计流程和调试技巧,使学生具备实际的编程能力。

4.DSP应用实例:分析DSP技术在通信、音视频处理、工业控制等领域的应用实例,帮助学生了解DSP技术的广泛应用。

三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。

1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握DSP的基本原理和应用。

2.讨论法:学生就DSP技术的相关问题进行讨论,培养学生的思考能力和团队协作精神。

3.案例分析法:分析DSP技术在实际应用中的案例,帮助学生更好地理解DSP技术的价值和应用前景。

4.实验法:安排学生进行DSP实验,锻炼学生的动手能力,提高其对DSP技术的实际应用能力。

四、教学资源为了保证教学效果,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的DSP教材,为学生提供系统、全面的学习资料。

2.参考书:提供相关的DSP技术参考书籍,丰富学生的知识储备。

DSP入门教程

DSP入门教程

DSP入门教程DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)是一门与数字信号进行各种处理的技术与领域。

在现代科技的发展中,DSP扮演着非常重要的角色,它在通信、图像处理、音频处理、雷达系统等各个领域都有广泛的应用。

本文将为大家介绍DSP的基本概念和入门知识,并推荐一些经典的学习教材。

首先,DSP的基本原理是将信号转换为数字形式,然后利用计算机算法对数字信号进行处理。

数字信号是连续时间信号的离散化,可以通过采样和量化将连续时间信号转换为数字形式。

然后,通过各种算法对数字信号进行滤波、变换、压缩等处理,最后再将数字信号转换为模拟信号输出。

为了更好地理解DSP的原理和算法,有一些经典的教材是非常推荐的。

以下是一些经典的DSP学习教材:1.《数字信号处理(第四版)》这本教材是DSP领域里的权威之作,被广泛认为是DSP的入门经典。

书中介绍了数字信号处理的基本概念和原理,并涵盖了滤波、变换、解调等常见的DSP算法。

2.《信号与系统:连续与离散时间的综合》这本书是DSP的前身,信号与系统的经典教材之一、书中介绍了连续时间信号和离散时间信号的基本概念和特性,以及各种信号处理方法与算法。

3.《数字信号处理:实用解决方案》这本书是一本非常实践的DSP教材,通俗易懂地介绍了数字信号处理的基本理论和应用。

书中还提供了大量的MATLAB实验和示例代码,非常适合初学者上手和实践。

4.《数字信号处理和滤波》这本书介绍了数字信号处理和滤波的基本概念和原理,并通过实验和示例演示了各种滤波方法的应用。

书中的内容结构清晰,适合初学者系统地学习和理解DSP。

此外,如果你喜欢在线学习,一些在线学习平台也提供了优质的DSP 课程,如Coursera、edX、Udemy等。

这些平台上的DSP课程涵盖了从入门到高级的知识内容,配有视频讲解和练习项目,非常适合自学和深入学习。

总结起来,DSP是一门应用广泛的技术与领域,学习DSP需要掌握信号采样与量化、滤波、变换等基本概念和算法。

DSP开发入门基础知识

DSP开发入门基础知识

DSP开发入门基础知识发布日期:2009-3-6 11:12:07 文章来源:搜电浏览次数:111DSP是Digital Signal Processing(数字信号处理)或Digital Signal Processor(数字信号处理器)的缩写。

这一章中我们要讲的内容是,如何开始采用一个或多个数字信号处理芯片对输入信号(数字信号)进行分析、处理。

所以在你进行DSP开发之前,你应该明确以下几个问题:(1).你是否应该或需要使用DSP?(2).你应该选择哪个型号的DSP?(3).你熟悉你即将使用的DSP吗?包括它的硬件结构、外设控制、指令系统、寻址方式以及开发环境(工具)?1-1为什么要采用数字信号处理?(1)灵活性在模拟处理系统,当需要改变一个模拟系统的应用时,你可能不得不修改硬件设计,或调整硬件参数。

而在数字处理系统,你可以通过改变数字信号处理软件来修改设置,以适应不同的需要。

(2)精度在模拟处理系统,系统精度受元器件影响,同一批次产品可能有不同的性能。

而在数字处理系统中,精度仅与A/D的位数和计算机字长、算法有关,它们是在设计系统是就已经决定了的。

(3)可靠性和可重复性模拟系统易受环境温度、湿度、噪声、电磁场等的干扰和影响,而数字系统的可靠性和可重复性好。

(4)大规模集成模拟系统尽管已有一些模拟集成电路,但品种较少、集成度不高、价格较高。

而数字系统中DSP体积小、功能强、功耗小、一致性好、使用方便、性能/价格比高。

(5)虚拟特性与升级一套模拟系统系统只能对应一种功能,升级意味着新型号的系统的研制。

而数字系统中一套系统对应多种功能,只要装上不同的软件即可。

图1软件使得数字系统更加灵活(6)特殊应用:有些应用只有数字系统才能实现例如:信息无失真压缩(LOSSLESS COMPRESSION)、V型滤波器(NOTCH FILTER)、线性相位滤波器(LINEAR PHASE FILTER)等等.但数字信号处理也有局限性:(1) 实时性模拟系统中除开电路引入的延时外,处理是实时的。

ch4系统规划

ch4系统规划

什么是战略规划? 为什么要进行信息系统
的战略规划呢?
3
引例:企业利用信息技术的风险
福克斯·梅亚公司曾经是美国最大的药品分销商 之一,年营业收入超过50亿美元。为了改进竞 争地位,保持快速增长,这家公司决定采用国 际上非常流行的企业资源计划(ERP)系统。 即将公司内外根本没有联系的职能部门用计算 机软件捏合在一起以便使产品的装配和输送更 加高效。
系统规划是系统开发的前提条件 系统规划是系统开发的纲领 系统规划是系统开发成功的保证 系统规划是系统验收评价的标准
18
二、信息系统规划的工作内容
规划活动 的三个阶段
战略计划
制定总体 结构方案
可用的方法
•战略规划委员会 •依组织环境制定IS战略 •战略信息系统规划方法 •战略的选择模式
企业
竞争者
替代品/ 服务
消费者
28
2、三种基本战略
成本领先战略 (美国西南航空公司) 产品差别化战略 (两面针) 市场集中化战略
29
3、价值链模型
将产品/服务的过程分解为包含价值增值的主 要活动和支持(辅助)活动
研究信息系统在每个活动中的应用 目标——取得竞争优势
– 高价值的产品/服务 – 低价格(成本)
11
解决方案
州政府需要制定一个满足全州总体需求的系统规划。为了保证州政 府的目标与新信息系统的目标相一致,州政府设立了一个首席信息 主管John。
首先,州政府必须在战略规划层次上识别和理解自身的需求,然后, 制定满足这些需求的信息系统的规划,一种满足这些需求的方法就 是着眼于对特殊信息需求的识别上。
广告创意:农夫山泉在市场推广上打出了“农夫山泉有 点甜”的广告创意,恰好符合中国人传统意识上把泉水 “甘甜”等同于水质良好且有益健康的心理暗示,因此 其销量和品牌认可度大为提升。

DSP-CH4-3

DSP-CH4-3

顶部 初始: 输入: 2次:
底部
x (n ) x(n-1) x(n-2) x(n-3) x(n-4) x(n-5)
x(n) x(n-1)x(n-2)x(n-3)x(n-4)
x(n+1)
x(n) x(n-1) x(n-2)x(n-3)x(n+2) x(n+1)
循环缓冲区实现Z-1的优点:它不需要移动数据,不存在 一个机器周期中要求能进行一次读和一次写的数据存储 器,因而可以将循环缓冲区定位在数据存储器的任何位 置。因此,尽量采用循环缓冲区。 实现循环缓冲区间接寻址的关键问题是:如何使N个循环 缓冲区单元首尾单元相邻?要做到这一点,必须: 1)必须利用BK(循环缓冲器长度)寄存器实现按模间接寻 址。
对称FIR滤波器(N=8)的源程序清单如下: .mmregs .def start .bss y ,1 size .set 4 x_new .usect “DATAl”, size x_o1d .usect “DATA2”, size PA0 .set 0 PAl .set 1 .data COEF .word 1*32768/10,2*32768/10 .word 3*32768/10,4*32768/10
i i 0
N 1
当h(n)= h(N-1-n)或h(n)=-h(N-1-n),则滤波器具有线 性相位特性。偶对称线性相位FIR滤波器(N为偶数) 的差分方程表达式为:
N / 2 1
y(n) ຫໍສະໝຸດ ai 0i*[ x(n i) x(n N 1 i)]
由上可见,FIR滤波算法实际上是一种乘法累 加运算。 它不断地输入样本x(n),经延时(Z-1)后, 作乘法累加,再输出滤波结果y(n)。 ’C54x片内有I/O资源,CPU通过外部译码可 以寻址64K I/O单元。 有两条指令实现输入、输出: PORTR PA, Smem; PA→Smem PORTW Smem,PA; PA←Smem

Ch4控制系统结构与程序管理

Ch4控制系统结构与程序管理
*
双机集中控制
双机系统: 主备用方式 冷备用 热备用或同步工作方式 负荷分担式
*
双机集中控制-主备用
主处理机负责整个交换机呼叫处理和资源管理,故障时倒换到备用机。结构简单,但倒换时会丢失当前的呼叫处理和已建立的连接。
处理机都处于工作态,都接收当前的资源状态和呼叫请求,但只一个有效发布控制命令。控制结构较复杂,但一般不会丢失当前的呼叫处理和已建立的连接。
*
双机集中控制-负荷分担
*
分散控制
用于控制的每台处理机只能访问部分资源或控制部分功能。 按照其在管理任务中的关系,又可分为单级多机系统和多级多机系统和分布式控制。
*
单级多机控制方式
*
多级多机处理机系统
*
分布式控制
分布式控制 每个功能板均配置单片机和处理程序,构成完整的基础模块,通过相互通信对消息加工,协调完成所承担的功能或作用。 结构类似单级多机系统。 优点 标准组件化,设计和编程规整,易组成更大容量、更复杂功能系统; 方便引入新技术、新元件,系统持续发展性好; 可靠性高,故障只影响局部。
*
4.2.1 呼叫处理能力分析
BHCA(忙时试呼次数)计算公式 系统开销:处理机时间资源的占用率 固有开销:与呼叫处理次数(话务量)无关的系统开销 非固有开销:与呼叫处理次数有关的系统开销。 单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为: t=a+bN t:系统开销 a:固有开销 b:处理一次呼叫的平均开销(非固有开销) N:单位时间内所处理的呼叫总数,即处理能力值(BHCA)
*
程序的级别划分和调度
交换机程序的特点是并发性和实时性强,存在多道被激活的作业,须在规定时间内作出响应。 调度程序,根据实时性要求将各处理程序划分为不同的优先级,并按其高低顺序调度相关程序在处理机上执行。 控制程序通常按任务紧急性和实时性的要求不同划分为故障级、时钟级和基本级三个等级。

dsp应用系统的设计流程

dsp应用系统的设计流程

dsp应用系统的设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!一、确定系统需求在设计DSP 应用系统之前,首先需要明确系统的需求。

DSP系统设计

DSP系统设计

① 时钟方式寄存器CLKMD 时钟方式寄存器CLKMD 用来定义PLL时钟模块中的时钟配置, PLL时钟模块中的时钟配置 用来定义PLL时钟模块中的时钟配置,为用户提 供各种时钟乘系数,并能直接通断PLL PLL。 供各种时钟乘系数,并能直接通断PLL。
15 ~ 12 11 10 ~ 3 2 1 0
DVDD CVDD
3.电源电压的产生 3.电源电压的产生
第一种方案: 第一种方案:
5V
电压调节器1 电压调节器1
DVDD (3.3V) CVDD (1.8V)
5V电源通过两个电压 5V电源通过两个电压 调节器,分别产生3 调节器,分别产生3.3V和 1.8V电压。 电压。
电压调节器2 电压调节器2
系统硬件设计过程: 系统硬件设计过程: 第一步:确定硬件实现方案; 第一步:确定硬件实现方案; 第二步:器件的选择; 第二步:器件的选择; 第三步:原理图设计; 第三步:原理图设计; 第四步:PCB设计 设计; 第四步:PCB设计; 第五步:硬件调试; 第五步:硬件调试;
一、电源电路的设计
1.电源电压和电流要求 1.电源电压和电流要求 为了获得更好的电源性能, C54x采用双电源 为了获得更好的电源性能,’C54x采用双电源 供电方式。 供电方式。 内核电源CV 采用1 内核电源CVDD:采用1.8V。 主要为芯片的内部逻辑提供电压。 主要为芯片的内部逻辑提供电压。 包括CPU 时钟电路和所有的外设逻辑。 CPU、 包括CPU、时钟电路和所有的外设逻辑。 I/O电源 电源DV 采用3 I/O电源DVDD:采用3.3V。 主要供I/O接口使用。 I/O接口使用 主要供I/O接口使用。 可直接与外部低压器件接口, 可直接与外部低压器件接口,而无需额外的电 平变换电路。 平变换电路。

DSP入门(献给初学者)

DSP入门(献给初学者)

DSP入门(献给初学者)DSP的特点对于没有使用过DSP的初学者来说,第一个困惑就是DSP其他的嵌入式处理器究竟有什么不同,它和单片机,ARM有什么区别。

事实上,DSP也是一种嵌入式处理器,它完全可以完成单片机的功能。

唯一的重要的区别在于DSP支持单时钟周期的“乘-加”运算。

这几乎是所有厂家的DSP芯片的一个共有特征。

几乎所有的DSP处理器的指令集中都会有一条MAC指令,这条指令可以把两个操作数从RAM 中取出相乘,然后加到一个累加器中,所有这些操作都在一个时钟周期内完成。

拥有这样一条指令的处理器就具备了DSP功能具有这条指令就称之为数字信号处理器的原因在于,所有的数字信号处理算法中最为常见的算术操作就是“乘-加”。

这是因为数字信号处理中大量使用了内积,或称“点积”的运算。

无论是FIR滤波,FFT,信号相关,数字混频,下变频。

所有这些数字信号处理的运算经常是将输入信号与一个系数表或者与一个本地参考信号相乘然后积分(累加),这就表现为将两个向量(或称序列)进行点积,在编程上就变成将输入的采样放在一个循环buffer里,本地的系数表或参考信号也放在一个buffer里,然后使用两个指针指向这两个buffer。

这样就可以在一个loop里面使用一个MAC指令将二者进行点积运算。

这样的点积运算对与处理器来说是最快的,因为仅需一个始终周期就可以完成一次乘加。

了解DSP的这一特点后,当我们设计一个嵌入式系统时,首先要考虑处理器所实现的算法中是否有点积运算,即是否要经常进行两个数组的乘加,(记住数字滤波,相关等都表现为两个数组的点积)如果有的话,每秒要做多少次,这样就能够决定是否采用DSP,采用多高性能的DSP了。

浮点与定点浮点与定点也是经常是初学者困惑的问题,在选择DSP器件的时候,是采用浮点还是采用定点,如果用定点是16位还是32位?其实这个问题和你的算法所要求的信号的动态范围有关。

定点的计算不过是把一个数据当作整数来处理,通常AD采样来的都是整数,这个数相对于真实的模拟信号有一个刻度因子,大家都知道用一个16位的AD去采样一个0到5V的信号,那么AD输出的整数除以2^16再乘以5V就是对应的电压。

比例控制器CH4 比例控制器设计与制作

比例控制器CH4 比例控制器设计与制作

3)超调量 %
。根据定义式 % c(t p ) c() 100 % c() % e 1 2 100%
,将
tp

d
可见, % 仅与阻尼比 有关, 愈小,则 % 愈大。
代入并整理得
4)调节时间 ts 。由于 ts 的求取较为复杂,一般采用近似的求取方法,即以 c(t)
项目四 直流调速系统分析与调试
目录
4.1 工作任务 4.2 知识链接1---控制系统性能分析 4.3 知识链接2---控制系统分析调试方法 4.4 知识链接3---直流调速系统 4.5 知识链接4--MATLAB分析系统稳定 性 4.6 实践操作---直流调速系统分析与调试 4.7 知识拓展1---控制系统校正设计 4.8 知 识 拓 展 2--- 直 流 脉 宽 调 速 系 统 的
频率特性 G( j)的幅值频特 G( j) M() 描述了系统对不同频率的正弦输入量的衰
减(或放大)特性。频率特性 G( j) 的相频特性 G( j) () ,描述了系统对不同
频率的正弦输入量的滞后(超前)。两者综合起来反映了系统对不同频率信号的
响应特性。而这种特性又反映了自动控制系统的内在的动稳态性能。因此从研究
设计 二阶系统时,一般取
作为 最0.7佳07 阻尼比。这是因为此时不仅 小,而
ts 且 也并不% 大。 综上讨论,可以看出,欲使二阶系统具有满意的动态性能指标,必须选择合适
的阻尼比 和无阻尼自然振荡频率 n。提高 n ,可以提高二阶系统的响应速度。 增大 ,可以提高系统的平稳性,即降低超调量 ,但% 增大上升时间 tr 和峰
1)上升时间 tr 。根据定义,当时 t tr

。求得

ch4 电气控制系统的设计解读

ch4 电气控制系统的设计解读

2019年2月25日
目录
电气控制与PLC
图4-2 控制电路草图
2019年2月25日
目录
电气控制与PLC

3.联锁与保护环节设计
用行程开关SQ1的常闭触点控制滑台慢速进给到位时的停车;用行程开关SQ2的常闭触 点控制滑台快速返回到原位时的自动停车。接触器KM1和KM2之间应有电气互锁。 三个热继电器的常闭触点串联作过载保护。完整的控制电路如图4-3所示。

1.电气原理图设计内容
(1)确定电力拖动方案。 (2)选择电动机的类型、容量及转速,并选择具体型号。 (3)设计电气控制的原理框图,确定各部分之间的关系,拟订各部分的技术要求。 (4)设计并绘制电气原理图,计算主要技术参数。 (5)选择电器元件,制定电机和电器元件明细表。 (6)编写设计说明书。
2019年2月25日
2019年2月25日
目录
电气控制与PLC
2019年2月25日
目录
电气控制与PLC

2.控制电路设计
滑台电动机的正反转分别用两个按钮SB1和SB2控制,停车则分别用SB3和 SB4控制。由于动力头电动机在滑台电动机正转后起动,停车时也停车, 故可用接触器KM1的常开辅助触点控制KM3的线圈,如图4-2 (a)所示。 滑台的快速移动采用电磁铁YA通电时改变凸轮的变速比来实现。滑台的 快速前进与返回分别用KM1和KM2的辅助触点控制KM4,再由KM4触 点去通断电磁铁YA。滑台快速前进到加工位置时,要求慢速进给,因 而在KM1触点控制KM4线圈的支路上串联行程开关SQ3的常闭触点, 此部分电路如图4-2 (b)所示。
2019年2月25日
目录
电气控制与PLC

4.1.2 电力拖动方案确定的原则

《DSP系统设计及应用》第一章

《DSP系统设计及应用》第一章
硬件实现方案
性能指标 工期 成本等
器件的选型
DSP芯片、 DSP芯片、A/D 芯片 D/A、内存、 D/A、内存、电 逻辑控制、 源、逻辑控制、 通信、 通信、人机接 口、总线等
确定最优硬件实现方案 画出硬件系统框图
22
器件的选型原则
根据是用于控制还是计 算目的,选择: 算目的,选择: 不同的厂商 不同系列 不同工作频率 不同工作电压 不同工作温度 采用定点或浮点型芯片
5
数字信号处理的理论基础: 数字信号处理的理论基础:
数学工具: 数学工具: 微积分、 复变函数、 概率统计、 微积分 、 复变函数 、 概率统计 、 随机过 数值分析、高等代数、线性代数、 程 、 数值分析、 高等代数 、线性代数 、 泛函 数等。 数等。 基础理论: 基础理论: 网络理论、 信号与系统、 网络理论 、 信号与系统 、 现代控制理论 包括人工智能、模式识别、神经网络、 ( 包括人工智能 、 模式识别、 神经网络 、模 糊控制) 现代通信理论、 糊控制) 、 现代通信理论 、故障理论和现代 测量等。 测量等。
系统1 系统1 系统2 系统2 应 用 场 合 信号的采样 频率与DSP 频率与DSP 系统的运算 速度相比较 低的场合。 低的场合。
实时性要求不 高的场合。 高的场合。
15
系统n 系统n
DSP系统 DSP系统
二、DSP系统的设计思路 DSP系统的设计思路
输 入 抗混 叠滤 波器 DSP 芯片 输 平滑 出 滤波 器
D/A变换 D/A变换
器件的选型原则
RAM 、 EPROM ( 或 EEPROM 、 Memory) 主要考虑: Flash Memory),主要考虑: 工作频率 内存容量位长( 16位 内存容量位长 ( 8 位 /16 位 /32 位) 接口方式(串行/并行) 接口方式(串行/并行)、 工作电压( V/3 或其他) 工作电压 ( 5V/3.3V 或其他 ) 。

《dsp设计基础》课件

《dsp设计基础》课件

DSP优化技术
流水线技术
概念:将指令分解为多个阶段,每个阶段由不同的硬件单元执行 优点:提高指令执行效率,减少等待时间 应用:在DSP设计中广泛应用,如ARM、MIPS等架构的DSP
优化方法:通过调整流水线深度、宽度和调度策略等手段,提高流水线效率
并行处理技术
概念:同时处理多个任务或指令的技术 优势:提高处理速度,降低延迟 应用:DSP设计中的并行处理技术,如SIMD、VLIW等 挑战:如何平衡并行处理与资源消耗的关系,确保系统稳定性和可靠性
混合编程
混合编程的概念: 将C语言和汇编 语言混合使用, 以提高程序的执
行效率
混合编程的优 势:可以充分 利用C语言的高 级特性和汇编 语言的高效性
混合编程的应用 场景:在DSP软 件开发中,对于 一些对执行效率 要求较高的模块, 可以使用混合编

混合编程的注意 事项:需要熟练 掌握C语言和汇 编语言的语法和 特性,以及DSP 硬件的特性和限
DSP硬件结构
DSP的处理器结构
处理器类型:DSP(数字信号处理器)
处理器内存:RAM、ROM、Flash等
处理器核心:ARM、MIPS、PowerPC 等
处理器接口:USB、SPI、I2C、UART 等
处理器频率:100MHz-1GHz
处理器应用:音频处理、图像处理、通 信等
DSP的存储器结构
堆栈寻址:操作数在堆栈中,地址由堆栈指 针决定
DSP软件编程
汇编语言编程
汇编语言是一种低级语言,用 于直接控制硬件设备
汇编语言的特点是直接、高效、 灵活,但编写和调试困难
汇编语言编程需要了解硬件结 构和工作原理
汇编语言编程常用于系统级编 程、嵌入式系统编程等场合

Ch4 控制系统计算机辅助设计

Ch4 控制系统计算机辅助设计
的一个扰动,能够得到闭环系统的有效抑制。综上,设计 “一阶倒立摆位置伺服控制系统”如下图所示,剩下的问题就
是如何确定控制器的结构与参数。
Xr(s)
-
工业控制计算机
D1(s)
-
电机驱动器
一阶倒立摆
D 2(s)
1.6 F(s)
__-2_._0__ (s)
s2 _ 40
_-0_.4_s_2+_1_0
s2
X(S)
绘制绘图子程序 具体程序请参见课本(pp:160-162)。
仿真实验 从下图中可见:在 0.1N 的冲击力作用下,摆杆倒下(由 零逐步增大),小车位置逐渐增加;这一结果符合前述的 实验设计,故可以在一定程度上确认该“一阶倒立摆系统” 的数学模型是有效的。
(三)双闭环PID控制器设计
从一阶倒立摆系统动态结构图中不难看出,该系统为“自 不稳定的非最小相位系统”。由于“一阶倒立摆系统位置伺 服控制”的核心是“在保证摆杆不倒的条件下,使小车位置 可控,因此依据“负反馈闭环控制原理”,将系统小车位置作 为“外环”,而将摆杆摆角作为“内环”,则摆角作为外环内
2. 仿真验证
模型封装 采用仿真实验的方法在Matlab的Simulink图形仿真环境下 进行模型验证实验。其原理如下图所示。
利用前面介绍的Simulink压缩子系统功能可将原理图更加 简捷的表示为如下形式:
实验设计
假定使倒立摆在(
)初始状态下突加微小冲
击力作用,则依据经验知:小车将向前移动,摆杆将倒 下。下面利用仿真实验来验证正确数学模型的这一“必要 性质”。
“一阶直线倒立摆的控制问题”是一个非常典型而具有明确 物理意义的“运动控制系统问题”,对其深入的分析与应用 研究,有助于提高我们的分析问题与解决问题的能力。
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优点 - 简单、快速且易于键入 - 变量名称与寄存器名称精确匹配 ( 易于记忆)
缺点
- 需要生成专门的掩码以操控个别位 - 不能很容易地在观察窗口中显示位字段 - 在许多场合中将生成效率低下的代码
新编程风格
void main(void) { AdcRegs.ADCTRL1.all = 0x1234; //write entire register AdcRegs.ADCTRL1.bit.ADCENABLE = 1; //enable ADC module }
PeripheralName.RegisterName.bit.FieldName
// 访问寄存器的指定位字段
注: [1] “PeripheralName” 由 TI 指定并载于 F2802x 标准头文件。 它们由大写字母和小写字母组合成 ( 如:CpuTimer0Regs)。 [2] “RegisterName” 与数据表中使用的名称相同,它们始终用 大写字母表 示 ( 如:TCR 、TIM 、TPR ,... ) [3] “FieldName” 与数据表中使用的名称相同,它们始终用大写 字母表示 ( 如:POL 、TOG 、TSS ,...)
4.1.2 基于C2000的C语言简介
C语言中的代码段
编译器中的段名
存储器中不同段的分配
链接器的命令(CMD)文件
MEMORY{ PAGE 0: /* Program Memory */ FLASH: origin = 0x3F0000, length = 0x8000 PAGE 1: /* Data Memory */ M0SARAM: origin = 0x000000, length = 0x400 M1SARAM: origin = 0x000400, length = 0x400 } SECTIONS { .text:> FLASH .ebss:> M0SARAM .cinit:> FLASH .stack:> M1SARAM }
优点
- 易于操控个别位。 - 易于在调试窗口观察寄存器位的值 - 可生成最高效的代码 ( 利用 C28x)
缺点
- 结构名称会难以记忆 ( 编辑器自动完成功能) - 需要键入的内容更多 (编辑器自动完成功能)
结构体定义规则 F2802x 头文件定义了: 所有的外设结构体 所有的寄存器名称 所有的位字段名称 所有的寄存器地址
F2802x 头文件包 ( , 文献编号: SPRC832) 包含了使用结构体法所需的一切资源 定义了所有的外设寄存器位和寄存器地址
头文件包包括: \DSP2802x_headers\include \DSP2802x_headers\cmd \DSP2802x_headers\gel \DSP2802x_examples \doc
第四章 DSP系统设计入门
4.1 DSP C语言程序设计
– 4.1.1 C语言优势 – 4.1.2 基于C2000的C语言简介
4.2 CCS5入门
– 4.2.1 CCS5简介 – 4.2.2 新建工程
4.3 DSP试验系统
– 4.3.1 最小系统简介 – 4.3.2 外设实验板简介
4.1.1 C语言优势
/* Reset the ADC module */ AdcRegs.ADCTRL1.bit.RESET = 1; /* configure the ADC register */ AdcRegs.ADCTRL1.all = 0x00E4; // ADC Individual Register Bit Definitions: struct ADCCTL1_BITS { // bits description Uint16 TEMPCONV:1; // 0 Temperature sensor connection Uint16 VREFLOCONV:1; // 1 VSSA connection Uint16 INTPULSEPOS:1; // 2 INT pulse generation control Uint16 ADCREFSEL:1; // 3 Internal/external reference select Uint16 rsvd1:1; // 4 reserved Uint16 ADCREFPWD:1; // 5 Reference buffers powerdown Uint16 ADCBGPWD:1; // 6 ADC bandgap powerdown Uint16 ADCPWDN:1; // 7 ADC powerdown Uint16 ADCBSYCHN:5; // 12:8 ADC busy on a channel Uint16 ADCBSY:1; // 13 ADC busy signal Uint16 ADCENABLE:1; // 14 ADC enable Uint16 RESET:1; // 15 ADC master reset }; // Allow access to the bit fields or entire register: union ADCCTL1_REG { Uint16 all; struct ADCCTL1_BITS bit; }; // ADC External References & Function Declarations: extern volatile struct ADC_REGS AdcRegs;
PeripheralName.RegisterName.all
// 访问整个16位或 32位寄存器
PeripheralName.RegisterName.half.LSW
// 访问 32 位寄存器的 16 个低位
PeripheralName.RegisterName.half.MSW
// 访问 32 位寄存器的 16 个高位


C语言是高级语言,相对于汇编易学易用; C语言的编程效率极高,易于调试; C++运行效率不如C,且面向对象编程占用更多 资源; Java同C++,且Java运行依赖于Java虚拟机;
汇编语言依赖于计算机硬件,程序的可读性和可移植性 较差。 高级语言具有很好的可移植性,但是难以实现汇编语言 的某些功能(如对内存地址的操作、位操作等)。 C 语言作为一种高级语言,既可以访问物理地址又可以 进行位操作,能直接对硬件进行操作,适合用于DSP 所以,嵌入式编程多用C语言,或C语言与汇编混合编程。 F20827亦是如此。
PAGE = 0 PAGE = 1 PAGE = 0 PAGE = 1
传统编程风格
#define ADCTRL1 (volatile unsigned int *)0x00007100 ... void main(void) { *ADCTRL1 = 0x1234; //write entire register *ADCTRL1 |= 0x4000; //enable ADC module }
.h files linker .cmd files .gel files for CCS 2802x examples documentation
外设结构体 头(.h) 文件 C 语2802x_Device.h” Void InitAdc(void) {
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