基于嵌入式DSP的多对象实验平台研究与设计

发布时间：2020-11-05 19:12

　　 近年来随着高校办学规模的不断扩大，现有教学实验设备已逐渐不能适应高校的发展步伐。针对目前自动化专业的实验装置较少情况，提出了基于嵌入式DSP的多对象实验平台设计和开发方案。嵌入式DSP系统是把DSP嵌入到应用电子系统中的一种通用系统，具有处理速度快、精度高和可靠性强等特点。开展该课题的研究对实验教学，拓展学生学习能力以及科研开发具有重要意义。 目前，多对象的实验平台在三个方面存在不足：第一，控制器的CPU多采用51系列单片机，运行速度不能满足高级控制算法的需要；第二，系统的集成度不高，整个控制系统庞大，外围的功能电路复杂，接口方式不灵活。第三，目前用于自动化专业的DSP实验装置较少，而且大多是单一对象，实验效果不太理想。 针对上述的不足，我们提出了以下几点改进方案。首先，我们在实践教学平台上选择了当前自动化技术应用中几类典型的控制对象，既有大滞后，非线性的炉温实验系统，又有快速运动的直流电机和步进电机实验系统。其次，在硬件设计中，采用TI公司的TMS320F2812作为实验平台的处理器。该芯片是一种低功耗、高集成度的专用控制芯片。其运行速度比51系列单片机快并具有强大的指令集，可实现高级算法的在线运算，而且内部特有的硬件结构给集成系统的软硬件设计带来了极大的方便。最后，在软件设计方面，设计了由VC＋＋6.0控件编制的上位机监控软件以及在CCS2000开发环境下，用C语言和汇编语言混合编程实现的DSP控制软件。同时引入μC／OS-Ⅱ操作系统，对系统进行了调节和管理的尝试。 通过硬件电路的设计、制作，软件的编写、调试及实验，结果表明，本文所设计的实验平台结构简单、设计合理、成本低、可操作性强，可靠性高、可扩展性好，可有效解决实验学时有限，实验设备不足的问题，其在教学和科研领域将具有很好的应用前景。
【学位单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TP368.12
【部分图文】：

复位电路的基本功能是:系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。图3一1所示的Rc复位电路[3‘一3z]可实现上述基本功能。该Rc电路输出复位信号为低电平有效;RESET为手动复位开关，当按下该开关并保持一段时间(大于等于6个时钟周期)即可实现复位:24PF的电容可避免高频谐波对电路的干扰。F2812的时钟及复位电路如图3一1所示。舀。E件 XXXllXCLKINNNNNNNNNNNNN RRRSSSSS4.7UUU XXX2222222222222一 一一一 一图3一1时钟及复位电路

而且它的供电电源幅值是3.3V，与DSP一致，不需要进行电平转换，使用起来相对简单。最短存取时间是sns。由于DSP采用统一寻址方式，IS6lLv6416既可作为数据存储器，也可作为程序存储器.。扩展电路图如图3一4所示。XXXl)【15二 0]]]]]]]D【15二0」」XXXA[15二 011111A[巧二 0]]] ///RDDDDDDD/OEEE八 八澎 EEEEE/WEEE ///XZCSZZZZZZZ/CSSSTMS320F2812 IS6LV6416图3一4存储器电路外扩设计电路

按键的削抖动措施，则可在软件中完成。每个按键通过 1KO的上拉电阻与DSP的1/0口相连，电路配置灵活，软件结构简单，很适合操作速度要求较高的场合，具体电路如图3一7所示。 )))lll))))) 55555555555555555444333}}}IoPF4…… … … … … llllll目目 目 目 }}}IOPFS}}}....... ........... ........... ........... ........... ........... IIIOPF6666666 IIIOPF77777 DDDSPPP图3一7独立式健盘接口本设计中液晶显示器采用深圳耀宇科技有限公司生产的YM12864R汉字液晶显示模块。它主要由行驱动器/列驱动器及128x64全点阵液晶显示器组成，可显示汉字及图形，与CPU接口采用8位数据线并行输入输出和3条控制线。LCM的8根数据线与DSP对应的低8位数据线相连，控制线与相应的译码电路连接，接口极其简单。系统中DSP与液晶模块的接口电路图如图3一8所示。图中YM12864R的Cs，SID，eLK管脚信号分别由TMS32oF2812的GPIOB12，GPIOB13，oPlons输出经过SN74HVTH245进行电平转换和驱动得到。LEDA脚通过调整外接电位?
【参考文献】

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本文编号：2872061