2.2 无差拍控制逆变器的硬件实现

　　德州仪器公司(Texas Instrument)开发的第三代数字信号处理器(Digital Signal Processor)TMS320F240系列,具有16位高速定点运算功能。这种型号的数字信号处理器芯片具有如下优点:

　　(1)很高的处理速度。单指令执行周期为50ns,即每秒可执行两千万条指令。芯片内有专用的16×16硬件乘法器,并设置有8级硬件堆栈和四级流水线处理结构,极大地提高了对数字信号的处理速度。544kB的高速片内双向存取RAM使得片内数据能够实现高速传送;

　　(2)特有的并行结构。传统的冯·诺依曼结构中程序代码和数据单元是统一编址的,而F240采用改进的Harvard结构,程序区与数据区存储单元是分开的,取指令和数据存取可同时进行。这样使得处理速度进一步提高;

　　(3)丰富的指令集提供了灵活的编程能力。不仅能实现各种算术和逻辑运算功能,而且还能很方便地完成程序区和数据区之间的信息传递;

　　(4)高度集成的内部资源。芯片中嵌入了专用的事件管理器(Event Manager),能很方便地捕获事件中断和输出各种PWM波形。片内还集成了A/D转换器、串行通讯、I/O接口等外围功能,因此十分容易构成控制系统,而且极大地减少了硬件成本。

　　由于具有上述优点,DSPF240系列尤其适合实现数字化控制所需的实时化、高速处理的要求。其内部资源包括:

　　(1)三个独立的16位硬件定时器,具有6种工作模式;输出共有12路PWM脉冲,便于实现单相半桥、全桥和三相全桥(可设置死区,以及实施空间矢量PWM控制)的电力电子变换器控制;

　　(2)具有三路外部硬件中断和4个外部事件捕获中断(Capture),系统中有RESET复位中断、掉电中断PDPINT、非屏蔽中断NMI等软件资源,为系统的安全工作提供了保障,同时可以对特殊事件进行及时处理;

　　(3)两个独立的10位精度A/D采样转换器,内部带PLL锁相环的时钟单元,看门狗监控单元Watchdog,串行同步口SPI和串行异步口SCI,28个可编程多路复用I/O口等 。

　　从上述内部资源可见,TMS320F240系列在控制系统设计时不需要太多的硬件费用,从而也提高了系统的可靠性。

　　2.3 无差拍控制逆变器的软件流程图

　　无差拍控制逆变器的软件流程如图6、图7和图8所示。