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CCS Graph模块数据导出及MATLAB绘图基础

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本推文主要介绍CCS的Graph模块的基础使用方法，CCS数据导出设置和MATLAB使用CCS导出的数据进行绘图处理的一般方法。

本推文使用软硬件资源为：研旭28335B PLUS开发板、研旭小功率带载控制试验箱、100W永磁同步电机、研旭XDS100V3仿真器、信号发生器、CCS9.2、MATLAB2017b。

本推文主要实验过程如下所示：

使用28335B PLUS开发板采集信号发生器产生的波形信号；
将采集到的信号通过CCS的Graph模块绘制出图形；
将通过CCS采集到的信号数据导出为.dat文件，使用MATLAB的脚本读取.dat文件并绘制图形；
使用研旭小功率带载控制实验箱驱动永磁同步电机；
将相电流IA的数据通过CCS的Graph模块绘制出图形；
将通过CCS采集到的相电流IA的数据导出为.dat文件，使用MATLAB的脚本读取.dat文件并绘制图形

图1.1 MATLAB采集100Hz正弦波信号

图1.2 MATLAB采集IA相电流信号

一、使用CCS的Graph采集信号发生器

因为我们的小功率带载控制试验箱常用PWM控制频率为10KHz，100W永磁同步电机为5对极，根据f=n*p/60（f：三相电流的电频率Hz； n：电机的实际机械转速rpm； p：电机极对数）可知，当转速为500转/分时，三相电流的电频率约为42Hz（500*5/60）；当转速为3000转/分时，三相电流的电频率约为250Hz（3000*5/60）。综上所述，我们实验信号发生器产生一个40-300Hz的正弦波信号是较为合理的。

信号发生器具体设置如下：

波形：正弦波；

频率10KHz；

幅度：3V;

偏置：1.5V;

占空比：50%；

注：28335B PLUS开发板ADC输入范围为0-3V，请勿将超量程的信号接入ADC采样通道，以免造成芯片损坏。

图1.3 信号发生器参数设置

将信号发生器接入28335B PLUS开发板，如图1.4所示；

图1.4 28335B PLUS接线示意图

打开CCS，将本推文附带的例程“AD_TEST”烧录到28335B PLUS开发板，并运行程序。

在CCS中选择CCS-Tools-Graph-Single Time，打开Graph模块。Acquisition Buffer Size设置为512；Dsp Data Type设置为32-bit floating point；Start Address设置为adc_buffer（例程中将数据存放在数据容量为512，名称为adc_buffer的数组中）；Display Data Size设置为512；其余参数保持默认，Graph Properties设置如图1.5所示。点击“OK”。

图1.5 Graph Properties配置参数

点击“OK”即可打开相应的Single Time。如下图1.6所示，程序中有DELAY_US(100)，该函数延时100us，所以该例程的理论采样频率为10KHz。从图中可知，相邻两个波谷之间的差值约为100个采样点，则所测信号的频率为10KHz/100=100Hz，与信号发生器的设置相符合。

注：用户可在Single Time的右上脚点击Enable Continuous Refresh，打开Graph的连续刷新按钮，这样就可以获得一个持续变化的波形。

图1.6 Single Time界面

将信号发生器频率修改为300Hz，Single Time界面如图1.7所示。相邻两个波谷之间的差值约为34个采样点，则所测信号的频率约为300Hz。

例程的while(1) 循环包含了：执行 ADCa_Start_COV()函数（配置寄存器、等待 ADC 转换完成、16次浮点乘法运算）+ DELAY_US(100) + 循环跳转指令。这意味着真实的采样周期会比 100us 略长一点（比如102us）。这就导致真实的采样频率会略低于10kHz。在图上读出的单周期点数可能会略小于100（比如 98 左右）。

这种使用 DELAY 延时来控制采样率的方式会导致频率计算存在轻微误差。在工业级开发中，我们通常不会使用DELAY_US来控制采样，而是使用CPU定时器中断(CPU Timer Interrupt) 或 ePWM 触发 ADC 来保证采样频率的绝对精确。