dsPIC30F电机与电源系列数字信号控制器原理与应用

图书标准信息

• 作者 何礼高 著
• 出版社 北京航空航天大学出版社
• 出版时间 2007-04
• 版次 1
• ISBN 9787810778176
• 定价 56.00元
• 装帧 平装
• 开本 其他
• 纸张 其他
• 页数 591页

【内容简介】

《dsPIC30F电机与电源系列数字信号控制器原理与应用》介绍了dsPIC30F电机与电源变换系列DSC的结构原理，讨论了体系结构中各功能模块的编程应用，列举了用于电机控制和电源应用中的实例及部分程序清单。

【目录】

第1章绪论
1.1电机控制和电源变换技术的发展1
1.2微处理器在电机调速和电源变换技术中的应用3
1.3用于电机和电源数字控制系统的DSP的特点5
第2章dsPIC30F电机控制及电源变换系列DSC的主要性能
2.1基本性能特征9
2.2芯片类型与引脚功能11
2.2.1dsPIC30F电机控制和电源变换系列芯片概况11
2.2.2dsPIC30F电机控制和电源变换系列芯片的引脚功能12
2.3器件绝对极限参数值16
2.4dsPIC30F器件型号表示方法17
2.5dsPIC30F电机控制和电源变换系列DSC器件外形封装17
第3章dsPIC30F系列DSC的CPU结构
3.1编程模型22
3.1.1软件堆栈指针24
3.1.2CPU寄存器28
3.2算术逻辑单元33
3.3指令流34
3.4除法支持37
3.5DSP引擎38
3.5.1乘法器39
3.5.2数据累加器和加法/减法器42
3.5.3四舍五入逻辑44
3.5.4数据空间写饱和44
3.5.5桶形移位器45
3.5.6DSP引擎陷阱事件45
3.6循环结构46
3.6.1REPEAT循环结构46
3.6.2DO循环结构47
3.7dsPIC30FCPU内核寄存器映射51
第4章存储器结构
4.1程序计数器54
4.2从程序存储器存取数据54
4.2.1表指令综述56
4.2.2表地址的生成57
4.2.3程序存储器低位字访问57
4.2.4程序存储器高位字访问57
4.2.5程序存储器中的数据存储58
4.3来自数据空间的程序空间可视性58
4.3.1PSV的配置58
4.3.2X和Y数据空间的PSV映射59
4.3.3PSV时序59
4.3.4在REPEAT循环中使用PSV60
4.3.5PSV和指令停顿60
4.4写程序存储器60
4.5数据存储器60
4.5.1数据存储器空间62
4.5.2数据对齐方式63
4.6Near数据存储器63
第5章地址发生器
5.1数据空间地址发生器单元65
5.1.1X地址发生器单元65
5.1.2Y地址发生器单元65
5.1.3地址发生器单元和DSP指令65
5.2指令寻址模式66
5.2.1文件寄存器指令66
5.2.2MCU乘法指令67
5.2.3MOVE和累加器指令67
5.2.4MAC指令68
5.2.5其他指令69
5.3指令停止69
5.3.1地址寄存器相依性69
5.3.2先写后读相依性规则70
5.3.3指令停止周期71
5.4模寻址72
5.4.1模起始和结束地址选择72
5.4.2模起始地址73
5.4.3模结束地址73
5.4.4模地址计算73
5.4.5与模寻址SFR相关的数据依赖关系74
5.4.6W地址寄存器的选择75
5.4.7模寻址的适用性76
5.4.8递增模缓冲区的模寻址的初始化76
5.4.9递减模缓冲区的模寻址的初始化77
5.5位反转寻址78
5.5.1位反转寻址简介78
5.5.2位反转寻址操作79
5.5.3模寻址和位反转寻址80
5.5.4与XBREV相关的数据相依性80
5.5.5位反转修改量80
5.5.6位反转寻址代码示例81
5.5.7控制寄存器说明82
第6章中断
6.1中断向量与优先级86
6.1.1中断向量表86
6.1.2备用向量表87
6.1.3复位顺序87
6.1.4CPU优先级状态88
6.1.5中断优先级88
6.2不可屏蔽陷阱91
6.2.1软陷阱91
6.2.2硬陷阱92
6.2.3禁止中断指令93
6.2.4中断操作94
6.2.5从休眠和空闲模式唤醒95
6.2.6A/D转换器外部转换请求95
6.2.7外部中断支持96
6.3中断处理时序96
6.3.1单周期指令的中断延迟96
6.3.2双周期指令的中断延迟97
20.2.11特殊功能寄存器复位状态478
20.2.12复位模块使用中要注意的问题478
20.3看门狗定时器和低功耗模式479
20.3.1低功耗模式479
20.3.2休眠模式479
20.3.3空闲模式482
20.3.4低功耗指令与中断同时发生483
20.3.5看门狗定时器483
20.3.6看门狗定时器和低功耗模式使用中的问题486
20.4低压检测模块486
20.4.1LVD控制位和跳变点的选择487
20.4.2LVD工作原理489
20.4.3LVD模块使用中的有关问题490
20.5器件配置寄存器490
20.5.1器件配置寄存器491
20.5.2配置位描述495
20.5.3器件标识寄存器496
第21章指令系统
21.1dsPIC30F指令的分类497
21.2dsPIC30F指令的操作数497
21.3指令长度和执行周期498
21.4dsPIC30F指令简述499
第22章开发环境与工具
22.1MPLABIDE集成开发环境软件510
22.1.1dsPIC语言套件512
22.1.2第3方C编译器512
22.2仿真器与在线调试器512
22.2.1MPLABSIM软件模拟器512
22.2.2MPLABICE4000在线仿真器513
22.2.3MPLABICD2在线调试器514
22.2.4PROMATEII通用器件编程器515
22.3应用程序库515
22.3.1数学库515
22.3.2DSP算法库515
22.3.3DSP滤波器设计软件实用程序516
22.3.4外设驱动程序库516
22.3.5CAN库517
22.3.6实时操作系统517
22.3.7OSEK操作系统518
22.3.8TCP/IP协议栈518
22.3.9V0.22/V0.22bis和V0.32规范519
22.4dsPIC30F硬件开发板519
22.4.1dsPICDEMMC1电机控制开发板及配套组件519
22.4.2dsPICDEM2.0开发板520
22.5使用MPLABIDE实现嵌入式系统设计的一般步骤521
22.5.1创建文件522
22.5.2使用项目向导523
22.5.3使用项目窗口526
22.5.4设置编译选项526
22.5.5编译项目528
22.5.6编译错误疑难解答530
22.5.7使用MPLABSIM软件模拟器进行调试531
22.5.8生成映射文件534
22.5.9汇编代码的调试535
22.5.10用户系统在线调试接口设计537
第23章dsPIC30F用于单相交流电机调速控制
23.1交流感应电机的V/F控制539
23.2单相交流感应电机的启动和运行540
23.3单相感应电机变频调速的逆变器功率主电路541
23.4dsPIC30F2010组成的控制电路542
23.53桥臂两相SPWM控制策略及编程543
23.5.1SPWM调制544
23.5.2产生正弦波的查表方法547
23.5.3ADC采样和PWM输出设置550
第24章dsPIC30F用于交流电机矢量控制
24.1感应电机矢量控制的实现步骤554
24.2坐标变换的实现555
24.2.1CLARKE变换555
24.2.2PARK变换555
24.2.3PARK反变换556
24.2.4CLARKE反变换556
24.3磁通观察器557
24.4PI控制558
24.5空间矢量调制559
24.6源程序说明560
24.6.1变量定义和定标560
24.6.2UserParms.h561
24.6.3ACIM.c561
24.6.4InitCurModel.c562
24.6.5CalcRef.s562
24.6.6CalcVel.s562
24.6.7ClarkePark.s562
24.6.8CurModel.s563
24.6.9FdWeak.s563
24.6.10InvPark.s563
24.6.11MeasCur.s564
24.6.12OpenLoop.s564
24.6.13PI.s564
24.6.14ReadADC0.s564
24.6.15SVGen.s564
24.6.16Trig.s564
第25章dsPIC30F在无刷直流电机控制方面的应用
25.1电机的运行与PWM调速控制567
25.2开环控制570
25.3闭环控制574
第26章dsPIC30F在电源变换器中的应用
26.1组合式三相/单相可编程数字逆变电源583
26.2电流SPWM倍频调制方式及数字实现584
26.3电压/电流双环数字PI控制586
26.4控制程序设计587
参考文献590
6.3.3从中断返回98
6.3.4中断延迟的特殊条件98
6.4中断控制和状态寄存器98
6.5中断设置流程121
6.5.1初始化121
6.5.2中断服务程序121
6.5.3陷阱服务程序122
6.5.4中断禁止122
第7章闪存程序存储器
7.1表指令操作123
7.1.1使用读表指令124
7.1.2使用写表指令125
7.2控制寄存器126
7.2.1NVMCON寄存器127
7.2.2NVM地址寄存器128
7.2.3NVMKEY寄存器129
7.3运行时自编程130
7.3.1RTSP工作原理130
7.3.2闪存编程操作131
7.3.3写入器件配置寄存器135
第8章电可擦除数据只读存储器
8.1数据EEPROM编程简介137
8.2EEPROM编程算法138
8.2.1EEPROM单字编程算法138
8.2.2EEPROM行编程算法138
8.3数据EEPROM存储器字写入139
8.3.1擦除数据EEPROM存储器的1个字139
8.3.2写数据EEPROM存储器中的1个字140
8.4写数据EEPROM存储器中的1行141
8.4.1擦除数据EEPROM的1行141
8.4.2写数据EEPROM存储器的1行142
8.5读数据EEPROM存储器143
第9章输入/输出端口
9.1I/O端口控制寄存器144
9.1.1TRIS寄存器145
9.1.2PORT寄存器145
9.1.3LAT寄存器145
9.2外设复用150
9.3端口描述152
9.4电平变化通知引脚152
9.4.1CN控制寄存器153
9.4.2CN的配置和操作154
9.4.3休眠和空闲模式下的CN工作155
第10章定时器
10.1定时器的类型156
10.1.1A类型定时器157
10.1.2B类型定时器157
10.1.3C类型定时器158
10.2控制寄存器159
10.3工作模式162
10.3.1定时器模式162
10.3.2使用外部时钟输入的同步计数器模式164
10.3.3使用外部时钟输入的A类型定时器异步计数器模式165
10.3.4使用快速外部时钟源的定时器工作原理166
10.3.5门控时间累加模式166
10.4定时器预分频器168
10.5定时器中断168
10.6读/写16位定时器模块寄存器169
10.6.1写16位定时器169
10.6.2读16位定时器169
10.7低功耗32kHz晶振输入169
10.832位定时器配置170
10.932位定时器的工作模式171
10.9.1定时器模式171
10.9.2同步计数器模式172
10.9.3异步计数器模式173
10.9.4门控时间累加模式173
10.10读/写32位定时器174
10.11低功耗状态下的定时器工作174
10.11.1休眠模式下的定时器工作174
10.11.2空闲模式下的定时器工作175
10.11.3Timer1中断唤醒器件应用示例175
10.12使用定时器模块的外设176
10.12.1输入捕捉/输出比较的时基176
10.12.2A/D特殊事件触发信号176
10.12.3定时器作为外部中断引脚176
10.12.4I/O引脚控制176
第11章输入捕捉
11.1输入捕捉寄存器178
11.2定时器选择179
11.3输入捕捉事件模式180
11.3.1简单捕捉事件180
11.3.2预分频器捕捉事件181
11.3.3边沿检测模式182
11.4捕捉缓冲器的操作183
11.4.1输入捕捉缓冲器非空184
11.4.2输入捕捉溢出184
11.5输入捕捉中断184
11.6UART自动波特率支持185
11.7低功耗状态下的输入捕捉工作185
11.7.1休眠模式下的输入捕捉工作185
11.7.2空闲模式下的输入捕捉工作185
11.7.3器件从休眠/空闲中唤醒186
11.8I/O引脚控制186
11.9与输入捕捉模块相关的特殊功能寄存器表186
第12章输出比较
12.1输出比较寄存器189
12.2工作模式190
12.2.1单比较匹配模式190
12.2.2双比较匹配模式194
12.2.3脉宽调制模式200
12.3低功耗状态下的输出比较工作205
12.3.1休眠模式下的输出比较工作205
12.3.2空闲模式下的输出比较工作205
12.4I/O引脚控制206
第13章正交编码器接口
13.1控制和状态寄存器209
13.2可编程数字噪声滤波器214
13.3正交解码器216
13.3.1超前/滞后测试说明217
13.3.2计数方向状态218
13.3.3编码器计数方向218
13.3.4正交速率218
13.416位向上/向下位置计数器218
13.4.1位置计数器的使用219
13.4.2使用MAXCNT复位位置计数器219
13.4.3使用索引复位位置计数器220
13.5QEI用作备用16位定时器/计数器223
13.5.1向上/向下定时器的工作223
13.5.2定时器外部时钟223
13.5.3定时器门控操作224
13.6正交编码器接口中断224
13.7I/O引脚控制224
13.8低功耗模式下的QEI工作225
13.8.1器件进入休眠模式225
13.8.2器件进入空闲模式225
13.9复位的影响226
13.10正交编码器使用中应注意的问题226
第14章电机控制脉宽调制模块
14.1多种MCPWM模块227
14.2控制寄存器229
14.3PWM时基238
14.3.1自由运行模式239
14.3.2单事件模式240
14.3.3向上/向下计数模式240
14.3.4PWM时基预分频器240
14.3.5PWM时基后分频器240
14.3.6PWM时基中断240
14.3.7PWM周期241
14.4PWM占空比比较单元242
14.4.1PWM占空比精度242
14.4.2边沿对齐的PWM244
14.4.3单事件PWM工作244
14.4.4中心对齐的PWM245
14.4.5占空比寄存器缓冲246
14.5互补PWM输出模式247
14.6死区时间控制248
14.6.1死区时间发生器248
14.6.2死区时间分配249
14.6.3死区时间范围250
14.6.4死区时间失真250
14.7独立PWM输出模式251
14.8PWM输出改写251
14.8.1互补输出模式的改写控制252
14.8.2改写同步252
14.8.3输出改写示例252
14.9PWM输出和极性控制254
14.9.1输出极性控制254
14.9.2PWM输出引脚复位状态254
14.10PWM故障引脚254
14.10.1故障引脚使能位255
14.10.2故障状态255
14.10.3故障输入模式255
14.10.4故障引脚优先级256
14.10.5故障引脚软件控制256
14.10.6故障时序示例257
14.11PWM更新锁定258
14.12PWM特殊事件触发器258
14.12.1特殊事件触发器使能259
14.12.2特殊事件触发器后分频器259
14.13器件低功耗模式下的工作259
14.13.1休眠模式下的PWM工作259
14.13.2空闲模式下的PWM工作260
14.14用于器件仿真的特殊功能260
14.15与PWM模块有关的寄存器映射表260
第15章串行外设接口
15.1dsPIC30F的SPI模块263
15.2状态和控制寄存器264
15.3工作模式267
15.3.18位与16位工作模式267
15.3.2主控模式和从动模式268
15.3.3SPI错误处理274
15.3.4SPI仅启用接收功能时的工作原理274
15.3.5帧SPI模式274
15.4SPI主控模式时钟频率278
15.5低功耗模式下的工作279
15.5.1休眠模式279
15.5.2空闲模式280
15.6与SPI模块相关的特殊功能寄存器280
第16章I2C通信模块
16.1dsPIC30F的I2C模块282
16.2I2C总线特性283
16.2.1总线协议284
16.2.2报文协议285
16.3控制和状态寄存器286
16.4使能I2C操作292
16.4.1使能I2CI/O292
16.4.2I2C中断292
16.4.3当作为总线主器件工作时设置波特率293
16.5作为主器件在单主机环境下通信294
16.5.1产生启动总线事件295
16.5.2发送数据到从器件296
16.5.3接收来自从器件的数据298
16.5.4应答产生299
16.5.5产生停止总线事件300
16.5.6产生重复启动总线事件301
16.5.7建立完整的主器件报文302
16.6作为主器件在多主机环境下通信302
16.6.1多主机工作303
16.6.2主器件时钟同步303
16.6.3总线仲裁与总线冲突304
16.6.4检测总线冲突和重新发送报文304
16.6.5启动条件期间的总线冲突304
16.6.6重复启动条件期间的总线冲突305
16.6.7报文位发送期间的总线冲突305
16.6.8停止条件期间的总线冲突305
16.7作为从器件通信305
16.7.1采样接收的数据306
16.7.2检测启动和停止条件306
16.7.3检测地址306
16.7.4接收来自主器件的数据311
16.7.5发送数据到主器件313
16.8I2C总线的连接注意事项314
16.9在PWRSAV指令执行期间的模块操作315
16.9.1器件进入休眠模式315
16.9.2器件进入空闲模式315
16.10复位的影响316
16.11I2C器件的地址格式316
16.12I2C总线通信中的若干问题316
第17章通用异步收发器模块
17.1控制寄存器319
17.2UART波特率发生器322
17.3UART配置325
17.3.1使能UART325
17.3.2禁止UART325
17.3.3备用UARTI/O引脚325
17.4UART发送器326
17.4.1发送缓冲器327
17.4.2发送中断327
17.4.3设置UART发送328
17.4.4中止字符的发送329
17.5UART接收器329
17.5.1接收缓冲器330
17.5.2接收器错误处理330
17.5.3接收中断331
17.5.4设置UART接收331
17.6使用UART进行9位通信332
17.6.1ADDEN控制位333
17.6.2设置9位发送333
17.6.3设置使用地址检测模式的9位接收333
17.7接收中止字符334
17.8初始化334
17.9UART的其他特性336
17.9.1环回模式下的UART336
17.9.2自动波特率支持336
17.10UART在CPU休眠和空闲模式下的工作337
17.11与UART模块相关的寄存器337
17.12UART通信设计中可能出现的问题及解决方法337
第18章CAN总线模块
18.1dsPIC30F集成的CAN模块组成的总线网络339
18.2CAN模块特点339
18.3CAN模块的控制寄存器340
18.3.1CAN控制和状态寄存器348
18.3.2CAN发送缓冲寄存器349
18.3.3CAN接收缓冲寄存器352
18.3.4报文接收过滤器355
18.3.5接收过滤器屏蔽寄存器356
18.3.6CAN波特率寄存器357
18.3.7CAN模块错误计数寄存器359
18.3.8CAN中断寄存器359
18.4CAN模块的实现362
18.5CAN模块工作模式370
18.5.1正常工作模式370
18.5.2禁止模式370
18.5.3环回模式371
18.5.4监听模式371
18.5.5配置模式372
18.5.6监听所有报文模式372
18.6报文接收372
18.6.1接收缓冲器372
18.6.2报文接收过滤器375
18.6.3接收器溢出376
18.6.4复位的影响378
18.6.5接收错误378
18.6.6接收中断379
18.7发送381
18.7.1实时通信和发送报文缓冲381
18.7.2发送报文缓冲器382
18.7.3发送报文优先级382
18.7.4报文发送383
18.7.5发送报文中止383
18.7.6发送边界条件385
18.7.7复位的影响387
18.7.8发送错误387
18.7.9发送中断389
18.8错误检测389
18.8.1错误状态390
18.8.2错误模式和错误计数器390
18.8.3错误标志寄存器391
18.9CAN波特率391
18.9.1位时序392
18.9.2预分频器设置392
18.9.3传播段393
18.9.4相位段393
18.9.5采样点394
18.9.6同步394
18.9.7时间段编程395
18.10中断395
18.10.1中断确认396
18.10.2ICODE位396
18.11时间标记397
18.12CAN模块I/O397
18.13CPU低功耗模式下的工作397
18.13.1休眠模式下的工作397
18.13.2CPU空闲模式下的CAN模块工作399
第19章10位A/D转换器
19.1dsPIC30F的10位A/D转换器的结构400
19.2控制寄存器402
19.3A/D转换结果缓冲器402
19.4A/D转换术语和转换过程407
19.5A/D模块配置409
19.6参考电压源的选择410
19.7A/D转换时钟的选择410
19.8采样模拟输入的选择411
19.8.1配置模拟端口引脚411
19.8.2通道0输入选择411
19.8.3通道1、2和3输入选择412
19.9模块使能413
19.10采样/转换过程的说明413
19.10.1采样/保持通道的数量413
19.10.2同时采样使能413
19.11如何开始采样414
19.11.1手工414
19.11.2自动415
19.12如何停止采样和开始转换415
19.12.1手工416
19.12.2对转换触发计时417
19.12.3事件触发转换开始421
19.13采样/转换工作的控制425
19.13.1监视采样/转换状态425
19.13.2产生A/D中断425
19.13.3中止采样425
19.13.4中止转换425
19.14如何将转换结果写入缓冲器的说明426
19.14.1每次中断前的转换次数426
19.14.2缓冲器大小造成的限制426
19.14.3缓冲器填充模式426
19.14.4缓冲器填充状态426
19.15转换过程示例427
19.15.1单个通道的多次采样和转换示例427
19.15.2扫描所有模拟输入时的A/D转换示例428
19.15.3在扫描其他4个输入时频繁采样3个输入示例429
19.15.4使用双8字缓冲器示例431
19.15.5使用交替多路开关A、多路开关B输入选择示例431
19.15.6使用同时采样对8个输入进行采样的示例434
19.15.7使用顺序采样对8个输入进行采样的示例435
19.16A/D采样要求437
19.17读取A/D转换结果缓冲器437
19.18传递函数438
19.19A/D转换的精度/误差439
19.20连接注意事项439
19.21初始化440
19.22在休眠和空闲模式下工作441
19.22.1不使用RCA/D时钟的CPU休眠模式441
19.22.2使用RCA/D时钟的CPU休眠模式441
19.22.3CPU空闲模式下的A/D工作441
19.23复位的影响442
19.24与10位A/D转换器相关的特殊功能寄存器442
19.25关于A/D转换器系统性能的优化442
第20章系统综合特性
20.1振荡器系统及其工作原理444
20.1.1振荡器系统功能综述445
20.1.2CPU时钟机制446
20.1.3振荡器配置447
20.1.4振荡器控制寄存器449
20.1.5主振荡器451
20.1.6晶体振荡器/陶瓷谐振器452
20.1.7为晶振、时钟模式、C1、C2和RS确定最佳的值454
20.1.8外部时钟输入456
20.1.9外部RC振荡器456
20.1.10锁相环458
20.1.11低功耗32kHz晶体振荡器459
20.1.12振荡器起振定时器460
20.1.13内部快速RC振荡器460
20.1.14内部低功耗RC振荡器460
20.1.15故障保护时钟监视器461
20.1.16可编程振荡器后分频器462
20.1.17时钟切换工作原理463
20.1.18振荡器电路出现的非正常现象及处理措施466
20.2复位模块467
20.2.1复位控制寄存器468
20.2.2复位时的时钟源选择469
20.2.3上电复位470
20.2.4外部复位471
20.2.5软件复位指令472
20.2.6看门狗超时复位472
20.2.7欠压复位472
20.2.8使用RCON状态位474
20.2.9器件复位时间474
20.2.10器件起振时间曲线476