Курс повышения квалификации TMS320F28xx

TMS320F2812_eZdspПРОГРАММА Повышения квалификации

Проектирование и эксплуатация современных систем прямого микроконтроллерного управления двигателями и технологическим оборудованием

  • Лекционный материал – 36 часов
  • Практические занятия — 36 часов
  • Всего – 72 часа

 

Курсы проводятся совместно с кафедрой АЭП МЭИ. Группа слушателей должна составлять 6-10 человек.

 

Для самостоятельного изучения материала рекомендуется книга

«Встраиваемые высокопроизводительные системы управления»

Алямкин Д.И., Анучин А.С., Дроздов А.В., Козаченко В.Ф., Тарасов А.С.

Учебное пособие, Издательский дом МЭИ, Москва, 2010. – 270 с.

 

Подробнее о книге можно узнать по данной ссылке.

 

 

Состав курсов:

Цикл 1. Архитектура, система команд, технология разработки и отладки программного обеспечения цифровых сигнальных процессоров и микроконтроллеров фирмы Texas Instruments TMS320 ‘C2000 на Ассемблере и на языке высокого уровня C/C++

1.​ Процессоры для обработки сигналов (DSP), сигнальные микроконтроллеры, специализированные микроконтроллеры для управления двигателями, специализированные микроконтроллеры для систем управления реального времени. Состав и технические характеристики серий специализированных микроконтроллеров для управления двигателями (Motor Control) фирмы Texas Instruments ’28xx. Обзор назначения встроенных периферийных устройств. Выбор типа сигнального контроллера под конкретную задачу (2 часа).

2.​ Модифицированная Гарвардская архитектура центрального процессора микроконтроллеров серии TMS320x24x и TMS320x28xx. Многошинная архитектура, конвейер команд, встроенная и внешняя память, технология доступа к операндам. Оъединение преимуществ всех трех процессорных архитектур. Одноцикловые операции Чтение-Модификация-Запись. Примеры команд, полностью использующих возможности архитектуры (4 часа).

3.​ Организация встроенной памяти. Флэш-память программ. Память данных однократного и двойного доступа. Кодовое ОЗУ. Возможности расширения памяти. Карта памяти для процессоров семейства 28xx. Назначение отдельных банков памяти. Конфигурирование памяти. Пространство внутренних и внешних устройств ввода/вывода. Особенности организации памяти целевой отладочной платы eZdsp Starter Kit F2812. Доступные банки памяти при отладке заданий лабораторных работ (2 часа).

4.​ Обзор системы команд DSP-микроконтроллеров TMS320x28xx. Форматы операндов, форматы команд. Cпособы адресации переменных с примерами команд: прямая страничная; стековая; косвенная пост- и пре- авто- инкрементная и авто- декрементная; базового-индексная; прямая регистровая; косвенная авто-инкрементная для доступа к памяти программ. Способы адресации кольцевых буферов. Классификация команд DSP-микроконтроллеров по функциональному назначению и областям преимущественного применения (4 часа).

5.​ Технология модульной разработки и отладки программного обеспечения в интегрированной среде Code Composer Studio на языке Ассемблер и Языке высокого уровня С/С++. Понятие проекта, программного модуля. Состав проекта. Исходные файлы на Ассемблере и С/С++. Транслятор с Ассемблера. Выходные файлы. Опции. Копилятор С/С++. Выходные файлы. Опции. Возможности оптимизации выходного кода. Этапы оптимизации. Процесс подключения стандартных объектных библиотек и библиотек пользователя (4 часа).

6.​ Технология использования стандартных библиотек при разработке и отладке программного обеспечения на С/С++. Библиотека функций реального времени выполнения. Библиотека поддержки вычислений с плавающей точкой. Ассемблерные функции, встроенные в язык С/С++, технология вызова. Специализированная библиотека поддержки эффективных вычислений с фиксированной точкой iQMath. Основы эффективного применения библиотеки iQMath в задачах управления реального времени. Специализированные библиотеки поддержки разработок в области соврвеменных систем управления приводами (координатных преобразований, регуляторов и т.д.) (4 часа).

7.​ Специальные средства эффективного решения задач цифровой обработки сигналов: аппаратный умножитель; команды умножения с накоплением; средства организации и работы с кольцевыми буферами. Математические основы эффективного построения цифровых фильтров высокого порядка: с конечной (КИХ) и бесконеченой импульсной характеристикой (БИХ). Технология построения 16- и 32-разрядных каскадных биквадратных фильтров. Стандартные ассемблерные функции, вызываемые на С/С++, для решения задач цифровой фильтрации: КИХ- и БИХ- фильтров. Принцип работы ассемблерных функций, технология вызова и передачи параметров из СИ-программы (4 часа).

Цикл 2. Техника эффективного использования встроенных периферийных устройств серии специализированных микроконтроллеров для управления двигателями TMS320’x24xx, TMS320x28xx в задачах реального времени

8.​ Структура современных систем прямого цифрового управления преобразователями частоты, системами стабилизированного питания, двигателями. Системы векторного управления приводами переменного тока. Функции, решаемые программно и реализуемые с поддержкой встроенной периферии (2 часа).

9.​ Обзор принципов действия, технических характеристик и возможностей встроенных периферийных устройств: АЦП, менеджера событий (процессор событий с каналами сравнения и захвата), квадратурного декодера. Технология реализации прямого цифрового интерфейса с датчиками различных типов (4 часа).

10.​ Техника программной реализации типовых функций прямого цифрового управления оборудованием. Логические контроллеры и дискретные управляющие автоматы. Использование конечно-автоматного подхода для эффективной программной реализации дискретных автоматов (2 часа).

11.​ Современные методы управления инверторами напряжения и тока на базе центрированной и векторной ШИМ-модуляции (широтно-импульсной модуляции базовых векторов). Особенности применения методов для задач скалярного и векторного управления приводами (4 часа).

Лабораторно-практические работы

1.​ Целевая плата F2812 eZdsp Starter Kit — универсальное средство интерактивной разработки и отладки программного обеспечения. Устройство целевой платы. Организация памяти. Карта памяти. Классификация секций программы на С/С++. Распределение секций CИ-программы по отдельным банкам памяти. Технология создания командного файла компоновщика с учетом фактических ресурсов памяти целевой платы (2 часа).

2.​ Основы разработки и отладки программ на СИ в среде Code Composer Studio. Создание проекта. Создание и редактирование файла исходной программы на СИ. Создание и редактирование командного файла. Установка опций компилятора и компоновщика. Пошаговая отладка простых программ, отладка с точками останова. Окна дампов памяти. Окна регистров процессора и окна наблюдаемых переменных (2 часа).

3.​ Основы разработки и отладки программ на СИ в среде Code Composer Studio(Продолжение). Подключение функций библиотеки реального времени выполнения. Отладка программ с использованием смешанного представления информации на языке СИ и Ассемлере. Встроенная справочная система по командам процессора (4 часа).

4.​ Технология выполнения арифметических операций с переменными различных типов. Сложение, вычитание, умножение, умножение с накоплением. Работа с массивами. Преимущества оптимизированной архитектуры процессора и оптимизированной системы команд для решения математических задач. Техника передачи параметров в подпрограммы (4 часа).

5.​ Основы работы с периферийными устройствами микроконтроллеров. Стандартные средства описания регистров периферийных устройств и обращения к ним. Заголовочные файлы, их подключение. Средства доступа к отдельным битовым переменным и битовым полям. Простые программы ввода и вывода данных (4 часов).

6.​ Библиотека IQmath. Представление дробных чисел с плавающей и фиксированной точкой, преимущества и недостатки каждого способа. Примеры использования и техника работы с библиотекой IQmath. (4 часа).

7.​ Способы программной реализации цифровых фильтров. Технология использования стандартных библиотек ассемблерных функций для реализации КИХ- и БИХ- фильтров высокого порядка. Методы отладки процедур фильтрации в среде Code Composer Studio с использованием графиков наблюдаемых переменных (4 часа).

8.​ Способы программной реализации и отладки цифровых систем управления. На примере цифровой системы управления приводом постоянного тока с контуром тока, скорости и положения. Структура системы управления, синтез цифровых регуляторов. Выбор форматов переменных и коэффициентов. Реализация цифровых регуляторов. Отладка системы управления с моделью двигателя, реализованной на СИ (4 часа).

9.​ Исследование системы векторного управления асинхронным двигателем. На примере математической модели АД, реализуемой непосредственно на микроконтроллере, разрабатывается и исследуется система векторного управления. (4 часа).

Аттестация знаний (4 часа).