A06B-6110-H030 高速高精度的運(yùn)算能力及豐富的片內(nèi)外設(shè)資源等優(yōu)勢(shì)， 為飛控系統(tǒng)的發(fā)展提供了一個(gè)很好的平臺(tái)。本系統(tǒng)選用的TMS320F2812(以下簡(jiǎn)稱F2812)是TI公司開發(fā)的一款32位DSP芯片，采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)， 工作主頻可達(dá)150MIPS。片內(nèi)集成了128K字的FLASH存儲(chǔ)器， 方便實(shí)現(xiàn)軟件升級(jí)；還集成了豐富的外圍設(shè)備， 如: 采樣頻率高達(dá)12.5MIPS的12位16路A/D轉(zhuǎn)換器， 兩個(gè)面向電機(jī)控制的事件管理器和多種標(biāo)準(zhǔn)串口通信外設(shè)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一種高精度、擴(kuò)展性強(qiáng)、小型化和低成本的新型飛行控制系統(tǒng)。
1、硬件系統(tǒng)方案要求和設(shè)計(jì)
基于DSP的飛控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)， 關(guān)鍵在于系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)。接口設(shè)計(jì)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 將直接影響系統(tǒng)的性能。為了減輕系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，外部輸入信號(hào)用中斷方式讀入，信號(hào)輸入輸出時(shí)要考慮抗干擾性。 充分考慮TMS320F2812的片內(nèi)資源以及系統(tǒng)的接口要求，僅需對(duì)DSP芯片進(jìn)行少量的外部接口擴(kuò)展， 即可滿足飛控系統(tǒng)所有功能和未來擴(kuò)展性的要求。同時(shí)由于系統(tǒng)的輸入邏輯量較多，采用Altera公司CPLD芯片EPM7128，完成數(shù)據(jù)處理和邏輯運(yùn)算功能，以減少控制電路的體積， 增加系統(tǒng)的可靠性， 實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)各單元狀態(tài)的監(jiān)視和控制。
系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)如圖1所示。以下將從系統(tǒng)各模塊的實(shí)現(xiàn)加以說明。
模擬信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理模塊輸入，A/D轉(zhuǎn)換選擇12位逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器AD1，其片內(nèi)含有三態(tài)輸出緩存電路和高精度參考電壓源與時(shí)鐘電路， 自帶采樣保持器。本設(shè)計(jì)采用的連接方式如圖2所示，使AD1工作在全控模式下。在AD1的使用上采用程序啟動(dòng)、標(biāo)志查詢方式，啟動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)相配合，使AD1一旦轉(zhuǎn)換結(jié)束就處于數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)，同時(shí)產(chǎn)生AD結(jié)束標(biāo)志， 提高多通道時(shí)的通過率。
F2812處理器提供兩個(gè)串行通信接口(SCI) ，支持16級(jí)接收和發(fā)送FIFO，但仍然滿足不了飛控系統(tǒng)與多外設(shè)的通訊要求。因此，系統(tǒng)選用異步串行接口擴(kuò)展芯片SP2338，方便地將DSP的SCI1擴(kuò)為3個(gè)全雙工、波特率可達(dá)9600b/s 的異步串行通信接口，作為主控制器和專用的通信設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸通道，進(jìn)行控制系統(tǒng)和地面的通信傳輸，SCI2作為GPS與CPU的通信通道。SP2338使用簡(jiǎn)單，不需要底層軟件支持，上電即可工作。
串口擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)如圖3：ADR10、ADR11是下行地址線，ADR10，ADR11=00，01，10是分別對(duì)應(yīng)子串口0，1，2；ADR00， ADR01是上行地址線，ADR00，ADR01- 00，01，10是分別對(duì)應(yīng)子串口0，1，2。 F2812的I/O口直接與SP2338的地址線相連。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，DSP通過改變I/O口的狀態(tài)來改變下行地址， 選中特定的子串口；接收數(shù)據(jù)時(shí)，DSP通過讀取I/O口的狀態(tài)來判斷數(shù)據(jù)具體來自哪一個(gè)子串口，從而對(duì)讀取到的數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的處理。因此可以提高系統(tǒng)效率、降低軟件消耗。通過外加電平轉(zhuǎn)換芯片就可以實(shí)現(xiàn)RS232， RS422，RS485通訊。
2. 3 存儲(chǔ)器擴(kuò)展
F2812上包含128K 16位的FLASH存儲(chǔ)器。考慮到容量和速度， 所以必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。采用一片ISSI公司生產(chǎn)的64K字大小的IS61LV6416存儲(chǔ)芯片作為程序擴(kuò)展存儲(chǔ)器。+3.3V供電，存取時(shí)間最大不超過12ns。不需要外加延時(shí)電路， 直接將其數(shù)據(jù)線、地址線分別和DSP的數(shù)據(jù)線、地址線相連。并將DSP的第51引腳R /W與61LV6416的片選信號(hào)CE引腳連接，DSP的讀、寫選通信號(hào)分別與61LV6416的讀、寫選通信號(hào)相連。
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