1 引言

　　在同步輻射應用領(lǐng)域內(nèi)，加速器具有特殊的運行方式，它要求給磁鐵系統(tǒng)供電的穩(wěn)流電源動態(tài)穩(wěn)定性必須優(yōu)于1′10-4态素，輸出電流紋波要小于5′10-4。所以現(xiàn)針對磁鐵電源第讯，研制開發(fā)一套基于DSP技術(shù)的多路電源動態(tài)參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)躲含，可對電源進行遙控操作和實時顯示其狀態(tài)，同時實現(xiàn)對整個電源紋波褒碌、電網(wǎng)電壓的實時監(jiān)控别肄、記錄，并對紋波交惯、電網(wǎng)電壓進行頻譜分析踩验。

　　2 系統(tǒng)組成框圖

　　本系統(tǒng)主要由單片機80C196、可編程單片機外圍芯片PSD4235和DSP芯片TMS320VC5402構(gòu)成商玫。它們之間的通信通過16位的雙口RAM(IDT公司的ID7133)來實現(xiàn)。

　　80C196和PSD4235主要完成人機接口的功能牡借，包括液晶顯示拳昌、電源狀態(tài)開關(guān)量輸入、輸出電源控制操作钠龙、CAN總線通信及系統(tǒng)實時時鐘炬藤。TMS320VC5402則主要負責處理數(shù)據(jù)，對電源紋波和電網(wǎng)電壓進行頻譜分析;其主要資源有8路A/D碴里、SRAM沈矿、FLASH、總線驅(qū)動和鎖存等咬腋。

　　雙口RAM在系統(tǒng)中的功能是將80C196接收到的外界數(shù)據(jù)交給TMS320VC5402羹膳，同時TMS320VC5402需要顯示或通信的數(shù)據(jù)也通過它送給80C196。其結(jié)構(gòu)示意圖見圖1所示根竿。

　　圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

　　3 系統(tǒng)的主要硬件

　　3.1 PSD4235G2芯片

　　WSI公司的PSD4235G2將存儲器缰寻、I/O端口、PLD等單片機集成于一個芯片中卜呈。能與多路復用16位總線的Intel 80C196直接接口艰耿，大大簡化了硬件電路岗师，使系統(tǒng)的設計、完善變得十分方便.

　　PSD4235G2內(nèi)部集成了4Mbit閃速存儲器苔盆，64Kbit SRAM瘩邀，具有16個輸出微單元和24個輸入微單元的CPLD，譯碼PLD茵窃，52個單獨可配置I/O端口引腳依矿，內(nèi)置符合JTAG的串行接口。在系統(tǒng)中砚皆，它與80C196的硬件連接如圖2所示纤票。

　　3.2　CAN通信電路

　　CAN總線具有通信速率高、可靠性高旦良、連接方便和性能價格比高等優(yōu)點猪攀。CAN接口由獨立控制器SJA1000和CAN控制器接口82C250組成，在這兩者之間接6N137高速光耦侵俗，用DC-DC變換器隔離電源锨用，提高抗干擾能力。

　　3.3　實時時鐘電路

　　系統(tǒng)選用實時時鐘芯片DS12887隘谣，它是目前主流芯片增拥。

　　3.4　雙口RAM器件

　　系統(tǒng)選用了IDT公司的高速2K×16 位的雙口RAM產(chǎn)品 IDT7133，其最高速度可以達到20ns寻歧≌普ぃ控制線和I/O線是完全獨立的兩個接口，可以對兩個端口進行完全異步的讀寫操作码泛。當兩個接口同時對存儲器的同一單元進行操作時猾封，IDT7133的忙邏輯BUSY將會有硬件指示。

　　3.5 DSP處理器

　　DSP是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的核心器件噪珊。我們采用了TI公司的TMS320VC5402晌缘。它工作速率可達100MIPS，具有先進的多總線結(jié)構(gòu)(1條程序總線痢站、3條數(shù)據(jù)總線磷箕、4條地址總線)，內(nèi)置4K×16bitROM和16K×16bitRAM悯女。C5402具有高性能侍肯、低功耗和低價格等特點。圖3 所示為DSP的地址總線與數(shù)據(jù)總線布局辑揍。

　　C5402采用3.3V和1.8V電源供電硫红，其中I/O采用3.3V供電，芯片的核采用1.8V供電讽歹。而實際常用的只有5V電源综姜，所以選用了TPS767D301電源轉(zhuǎn)換芯片箭堆，可由5V轉(zhuǎn)化為3.3V和1.8V。

　　外部存儲器是DSP系統(tǒng)中最主要的部件之一挽钧。系統(tǒng)選用AM29LV400B(256K×16bit)作為 FLASH　MEMORY猿异，它存取速度快，最高可達到55ns;讀寫壽命長熊朵，可重復10萬次兢涡。同時選用CY7C1021(64K×16bit)作SRAM，它是采用CMOS工藝制成殖熟，訪問速度可達12ns局待。

　　同時，由于DSP的地址總線與數(shù)據(jù)總線的驅(qū)動能力是有限的菱属，當負載比較大時钳榨，需要對它的負載能力進行擴展，以保證系統(tǒng)能穩(wěn)定工作纽门。并且DSP的輸入薛耻、輸出口也有限，往往需要進行擴展赏陵。所以饼齿，我們選用SN74LVTH16244和SN74LVTH16245作總線驅(qū)動和隔離。

　　電源的模擬信號經(jīng)過A/D芯片MAX125(8通道14位帶并行輸出)轉(zhuǎn)換后蝙搔，變成數(shù)字信號送入C5402內(nèi)進行傅里葉變換缕溉，計算信號的頻譜。

　　4 系統(tǒng)的軟件設計

　　系統(tǒng)的軟件主要包含單片機80C196和DSP兩大部分吃型，采用C語言和匯編語言混合編程倒淫。單片機MCU與DSP之間通過雙口RAM交換數(shù)據(jù)。MCU軟件主要是系統(tǒng)I/O败玉、與DSP通信、LCD顯示驅(qū)動纷沽、鍵盤掃描爵路、時鐘日歷等程序。

　　圖3　DSP的地址總線與數(shù)據(jù)總線布局圖

　　DSP軟件主要包含科學計算程序讹唧、數(shù)據(jù)采集程序你浸、FLASH管理、與MCU通信等剃坦。

　　5　結(jié)論

　　經(jīng)過實驗證明,根據(jù)本文內(nèi)容設計并實現(xiàn)的電源動態(tài)參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)节暇，在實際運用中是可行有效的。

　　參考文獻

　　[1] 王念旭等.　DSP基礎與應用系統(tǒng)設計. 北京：北京航空航天大學出版社绝电，2001.8.

　　[2] 戴逸民等.　基于DSP的現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計. 北京：電子工業(yè)出版社忿奈，2002.5.

　　[3]　TMS320C5X User’s Guide. Texas instruments辟瞄，1990.

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