系統軟體介紹

本節將對 PSIM 電路模擬軟體及德州儀器(Texas Instruments, TI)所生產的數 位訊號處理器(DSP , TMS320F28335)作基本介紹，接著將對本系統程式流程部份 作詳細的說明。

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A. PSIM 電路模擬軟體

本論文選用 PSIM 電路模擬軟體[53]，專門為各式電力電子及馬達驅動系統 所設計之模擬軟體，軟體介面如圖 4.12 所示。其特點為：功能多、元件數量及種 類多、模擬速度快等等。

圖4.12 PSIM 電路模擬軟體

本論文選用之PSIM 功能如下：

a. Digital Control模組：提供各式離散元件如圖所示，zero-order-hold模塊,z-domain轉移函數模塊。

b. SimCoder模組：可將控制電路自動轉換成C語言控制程式[54]。

c. F2833X Target：包含DSP F2833X之元件資料庫，可自動產生燒錄程式。

d. SIMVIEW：處理模擬結果之波形圖。

e. DSP Oscilloscope：此示波器介面如圖4.13所示，可輸入命令信號及接收DSP

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回傳之信號，並在電腦上顯示，其接收之信號可儲存成波形結果，在SIMVIEW 觀察及處理這些信號。

f. PSIM軟體及時控制介面

圖4.13 PSIM DSP Oscilloscope B. 介面數位訊號處理器

數位訊號處理器的設計是以數位計算的方式進行訊號處理，具有強大的數值 計算能力，主要應用影像、語音、儀器量測、控制及通訊等領域。數位訊號處理 器，相較一般的微處理器，數位訊號處理器其設備尺寸小、精確、速度快、彈性 化、造價低與抗干擾強等優勢，因此任何微處理器可應用的場合若需要更快速的 計算能力，很適合使用數位訊號處理器替代。數位訊號處理器具有以下優點[55]：

a. 靈活性高：

數位訊號處理器一般都是可編程(Programmable)，可隨時動態調整參數。例 如：改變類比濾波器的頻率與帶寬，需要重新調整類比電路原有的參數，而數位 濾波器則只需要向計算機輸入調整後的的參數即可。而自適應濾波器因為其使用

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類比電路也較難實現，但使用數位訊號處理器時則比較容易實現。

b. 精確度高：

類比電路因為元件精密度的影響導致其精確度較差，難以達到0.1%以下的誤 差，但數位系統可以透過提高類比/數位轉換器的位元數，使數位系統的精確度相 較於類比系統高出許多。

圖4.14為TMS320F28335控制功能方塊圖，其特色如下[56]：

c. CPU時脈執行在150MHz (6.67ns 指令週期)。

d. 晶片支援浮點運算功能。

e. 包含SPI、CAN、I²C以及SCI通訊介面。

f. 具有88個通道之輸入/輸出腳位(I/O)。

g. 支援12位元16通道之類比/數位轉換器(ADC)，最快轉換時間為80ns。

h. 具有增強型的週邊功能模組，包括2組32位元增強型輸入捕捉模組(eCAP)，可 配置為PWM、2組32位元增強型正交編碼器脈衝電路(eQEP)、增強型脈波寬 度調變模組(ePWM)最多可配置18組，包含6組HRPWM及6組eCAP。

i. 支援隔離式ISO-JTAG轉接介面。

j. 記憶體包含16位元34K byte的SRAM、16位元256K byte的Flash ROM、16位元 8K byte的Boot ROM以及16位元2K byte的OTP(One Time Programmable) ROM。

其中Flash/ROM/OTP的資料受到128位元之安全密碼保護。

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圖4.14 TMS320F28335 功能方塊圖[57]

65 波比較得到各開關之脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation, PWM)訊號，再對各開 關進行控制，進而實現降壓放電、降壓充電、升壓放電與升壓充電四種模式。