应用于高层建筑、银行、机场和油田等场合的柴油发电机组，必须采用相应方法控制其供电电压和频率，以确保在机组运行中具有良好的电气性能，满足应用要求。其频率控制一般是通过转速控制实现[1-3]，目前应用较多的为模拟式转速调节器。由于模拟式调节器不易实现复杂控制规律、结构复杂，故采用数字式控制器。数字式控制器具有算法灵活，可实现复杂控制规律、抗干扰能力强等特点，是实现柴油发电机组转速的高精度调节[4]的理想选择。因此，这里提出了一种以TMS320F2812 DSP为核心的转速数字控制器的测速功能系统设计，该设计方案是进一步实现转速数字控制的基础。
2 转速测量原理
在测量和控制柴油发电机组转速时，需用转速传感器检测机组转速。柴油发电机组经常使用磁电式转速传感器（图1），该转换传感器是在永久磁铁上安装一感应线圈，并将传感器安装于柴油机飞轮附近，与柴油机的测速飞轮构成一个磁回路。当柴油发电机组转动时，由于飞轮带有齿槽，就会使回路磁阻发生变化，从而在转速传感器的线圈中产生感应电势，即转速电压信号，转速传感器线圈输出的平均电压值为0.5V~6V，其频率为：
f=Zn/60 (1)
式中：Z为柴油机飞轮齿数，n为机组转速。
将传感器输出信号调理后变成速度频率的数字信号输入TMS320F2812 DSP的捕获单元，捕获被测信号电平的跳变沿（比如上升沿）。从而可在被测信号的一个周期内，对标准时钟f0的周期数计数，若得到的周期数为K，则显然被测信号的周期(T)可表示为：
T=K/f0 (2)
于是，由(1)式和(2)式可得柴油发电机组的转速为：
n=60 f0/ZK (3)
通过DSP程序按(3)式即可计算机组转速。
3 转速测量系统设计
3.1 硬件电路设计
若飞轮齿数Z为159，柴油机额定转速为1500r/min，根据上述测量原理，给出以TMS320F2812 DSP为核心的转速测量系统的硬件设计，如图2所示。
磁电式转速传感器的输出信号首先由R1和C组成的滤波电路滤波，其截止频率fc根据柴油机在额定转速时传感器输出信号的频率确定。因fc=1/(2πR1C)，从而确定R1和C，可见这两者的取值与柴油机转速和飞轮齿数有关。需要注意的是这两者取值应按实际设备参数确定。传感器输出模拟信号，要送入DSP需将其转换为数字信号，因此采用VQ开关状态，经VQ转换后其集电极输出信号需由反相施密特触发器变换后（即经过信号整形后）再送入DSP TMS320F2812的捕获单元CAP1。该捕捉单元有一个专用的2级深度FIFO堆栈，顶层堆栈由CAP1FIFO组成，底层由CAP1FBOT组成。测速分两次捕捉，第一次捕捉到引脚发生的指定变化时，捕获单元将捕捉所选用计数器的计数值并把该值写入FIFO堆栈的顶层寄存器。如果在第一次捕捉的值读取之前发生第二次捕捉，新的捕捉值会被送入宛若层寄存器。捕获单元捕捉到数值后，相应的中断标志位置1，如果没有屏蔽中断，则产生外围设备中断请求[5-6]。响应中断，通过中断服务程序读取一对捕捉的数值。该捕捉值正好是被测信号一个周期的两次计数。根据这两次捕获值，计算标准时钟的周期数K，进而得出被测转速。网页链接