1 引言
    在电机控制领域，TI公司推出2000系列电机控制DSP。TMS320F2812属于最新高端产品，适合工业控制、机床控制等高精度应用。目前2000系列芯片在电气传动中的应用以TMS320LF240x为主，应用TMS320F(C)28x的比较少。但28x比24x系列的DSP具有更完备的外围控制接口和更丰富的电机控制外设电路，更高的主频，指令执行时间仅为6.67ns，流水线采样最高速率60ns，12位A/D转换通道16个,PWM输出通道12个。资源足够同时控制两台三相电机，使控制系统价格大大降低而体积缩小、可靠性提高，可在高度集成的环境中实现高性能电机控制。电机控制系统基本结构见图1，本文阐述基于TMS320F2812的DSP电机控制系统设计中的重点。
 
图1 电机控制系统结构原理图

2 引导加载ROM
    引导加载是指器件复位时执行一段引导程序，一般用于从端口(异步串口、I/O口或HPI主机接口)将EPROM/FLASH等非易失性存储器中加载程序到高速RAM 中。
2.1 TMS320 812的启动模式
    TMS320F2812提供了几种不同的启动模式，四个通用I/O引脚用于确定选择何种启动模式，如表1所示。

3 A/D转换模块
    TMS320F2812电机控制芯片内部集成了16路12位A/D转换模块，模拟量信号采样输入范围是0～ 3.3V，16路A/D通道分为两组，AD0～AD7为一组，AD8～AD15为一组。每组都有一个专门输入端。事件管理器可将ADC配置为两个独立的8通道模块，也可串接成一个16通道模块。尽管有多个输入通道和两个序列发生器，转换器只有一个。8通道模块将8路输入信号自动排序，并按序选择一路输入信号进行转换，转换完成后的结果保存在对应的结果寄存器中。串接模式下，成为16通道的A/D模块允许对同一个通道信号进行多次转换，主要用于过采样的算法中。与单采样A/D转换模块相比是个进步。

4 与传感器的接口
4.1 霍尔位置传感器
    TMS320F2812通过芯片内部自带的ADC转换模块中的三个A/D转换通道捕捉霍尔位置传感器上的三个相位置信号。此信号为模拟量，接到A/D转换通道ADCINA3、ADCINA4、ADCINA5等引脚上，可以检测转子的转动位置。
4.2 霍尔电流传感器
    DSP同时需要三个A/D转换通道对霍尔传感器电流进行采集以获得三个相电流信号。霍尔电流传感器采集的是模拟量信号，采用内部的A/D转换模块，特别注意的是要防止相电流过高造成对DSP的冲击损坏。这里采用双重保护，即信号经过RC滤波后连接至一个运放比较器，比较器有一个参考电压，信号经运算放大后输出；当信号超过参考电压，说明逆变器发生过流情况，比较器输出低电平将DSP的PDPINT引脚拉低，此时所有的PWM输出立即被置为高阻态，从而起到对DSP的保护作用。电路见图3。
 
图3 信号过电流保护电路
    经过比较器的信号连接到采样保持放大器的反相输入端。调节可变电阻，A/D转换单元的参考电压输入端ADCREFP和ADCREFM 引脚获得0—3.3V的可变电压，从而把检测到的信号偏置到模/数转换内核正常的输入范围，以实现对DSP的保护。
4.3 速度传感器
    测量电机转速常用的方法是用增量编码器和测速发电机。用编码器时，TMS320F2812包含一个正交编码脉冲(Q.E.P)单元，电机的码盘信号A、B通过DSP的CAP1、CAP2端口进行捕捉。捕捉到的数据存放到寄存器中，通过比较捕捉到的A、B两相脉冲值可以确定当前电机转子的速度和方向，完成这些仅需两个数字量输入和一个16位或32位的内部计时寄存器。图4为接两部电机速度传感器的电路。电机速度码盘信号经过一个四通道光耦合器件TLP521-4连到DSP的CAP引脚上进行捕捉。
 
图4 码盘信号捕捉电路