基于TMS320VC5402多路温度控制系统设计.docVIP

基于2系统设计 本章主要论述设计的总体设计思路，初步确定硬件电路所需要的模块电路以及软件设计的基本步骤。 2.1系统的设计思路 2.1.1 DSP系统简述 通常，一个典型的DSP系统应包括抗混叠滤波、数据采集A/D转换器、数字信号处理器DSP、D/A转换器和低通滤波器等，其组成框图如图1所示 图1 DSP系统框图 本系统设计以模块电路为基础，整个系统设计的大致步骤如图2所示。 图2 系统设计步骤 整个系统设计的大致步骤如图1所示，设计过程包括软件设计、硬件设计和集成测试等阶段。其中，软件部分的设计步骤为： 1) 根据设计任务和设计目标，确定系统性能指标； 2) 根据需要用C语言编写程序 ； 3) 将程序转化成DSP汇编，并送到编译器进行编译，生成目标文件； 4) 将目标文件送链接器进行链接，得到可执行文件； 5) 将可执行文件调入调试器进行调试，检查运行结果是否正确。如果正确继续，否则返回修改。 2.2系统硬件结构 这次的设计任务是设计一款基于DSP微处理器的对温度进行实时监控，显示的系统。本次设计采用TMS320VC5402 DSP作为系统的主控芯片，用C语言对系统进行开发设计。系统主要的功能有温度测量以及液晶显示等。系统的硬件结构主要有DSP微处理器及其外围基本电路、温度采集电路、液晶显示模块等。其设计结构框图如图3所示。 1) 温度信号采集电路 温度信号是这个系统的检测量。这部分的电路设计显得尤为重要，因为其直接影响系统的整体性能。选择合适的电子器件和电路线路设计是这部分设计的关键。在这次设计中，该部分采用DS18B20传感器，是整个系统数据采集的核心部分。 2) DSP系统的基本电路 TMS320VC5402 作为系统的主控芯片，设计其工作的基本电路显得十分重要。一个完整的DSP系统通常是由DSP芯片和其他相应的外围器件构成。而外围器件中有使DSP能够正常工作的基本电路，包括电源电路、复位电路、时钟电路等。 3) 温度显示电路 确定显示器件的型号，搭建显示器件与处理器之间的外围电路。本次设计中所选用的是LCD显示屏。尺寸是128*32，可分两行显示32英文字符或者16个汉字。相对于数码管来说，LCD显示显得更加精致。 图3 系统硬件设计框架图 2.3系统软件结构 系统软件部分设计主要包括各个模块的程序代码编写、调试。系统程序开发用到的工具是DSP集成开发环境CCS。DSP集成开发环境CCS可用来编写、调试程序代码，也是硬件软件综合调试的平台。系统程序代码在CCS2.0开发平台上用C语言编写，主要包括以下内容。 1) 主程序初始化：主要完成系统上电后进行DSP配置初始化、I/O初始化、LCD初始化。初始化完成后，系统将正常工作，接下来就能进行温度检测等操作。 2) 温度测量：温度测量模块的程序是整个系统的核心，主要完成DSP芯片从温度传感器中正确地读取温度测量值，并且计算和修正温度数据。 2.4 A/D与D/A转换电路图 图4 图5 3硬件设计 3.1 JTAG标准仿真接口设计 DSP目标系统与仿真器的距离小于152-4 mm(6英寸)，故用无缓冲的简单连接。其中，EMU0和EMU1必须接1只上拉电阻器(一般为4．7kΩ)，使信号上升时间小于10μs。 仿真器只参与数据的传输， JTAG标准仿真接口是仿真器与DSP目标系统之间必须的通信接口，为DSP目标系统的仿真和调试带来了方便。在系统调试阶段，可以通过此仿真接口将编译后的程序代码下载到外部扩展的程序存储器，在线调试用户程序，查看内存、CPU寄存器、各种图表等内容。系统调试成功后可以利用烧写程序通过此仿真接口将调试好的程序烧到DSP 的Flash中，使DSP目标系统成为可以独立运行的系统，使DSP的开发更为方便。 3.2电源电路设计 1) TMS320VC5402 电源电压结构及要求 TMS320VC5402 采用了双电源供电机制，外部接口引脚仍然采用3.3V电压，便于直接与外部低压器件接口，而无需额外的电平转换电路。理想情况下，DSP 芯片上的两个电源应同时加电。如果不能做到同时加电，应先对CVDD加电，然后对DVDD加电。 2) TMS320VC5402的电源设计的方法 考虑到大部分数字系统工作于5V和3.3V， TPS73HD318、TPS73HD325。其中 TPS73HD318 的输出电压为一路 1.8V、一路3.3V，每路电源的最大输出电流为 750mA。同时芯片还提供两个宽度为 200ms 的低电平复位脉冲。根据TMS320VC5402 的设计要求。我们选用TPS73HD318 芯片提供所需电压，具体设计应用电路如图6所示。其中VD1为DL4148，VD3为DL5817。 图6 电源电路 3.3振荡电路及复位电路设计 时钟电路用来