国防科学技术大学磁悬浮中心 邹东升 佘龙华 引言dsp芯片是专门为快速实现各种数字信号处理算法而设计的，具有特殊结构的微处理器。随着信息技术革命的深入和计算机技术的飞速发展，数字信号处理技术已经逐渐发展成为一门关键的技术学科。在当今的数字化时代背景下，dsp已成为通信、计算机、控制器类产品等领域的基础器件，已成为信息社会革命的标志。在国外，dsp芯片已经广泛地应用于当今技术革命的各个领域；在国内，dsp技术也正以极快的速度应用在通信、自动控制、军事、医疗器械等许多领域中。因此基于dsp技术的开发应用正成为数字时代的应用技术潮流。本文介绍ti公司的dsp tms320vc33和tms320f2812在磁悬浮系统中的典型应用。

     芯片介绍tms320vc33内部包含了2k 32位的快速ram块。分开的程序总线、数据总线和dma总线使得取指、读写数据和dma操作可同时进行。24位地址线，32位数据线，最高75mhz主频以其大容量、高精确度、高速度，使得一般的数据处理可以毫无限制的运行。标准jtag线使得加载程序、在线调试都非常方便。此外，丰富的指令系统，灵活的程序控制，多样的寻址方式使得软件编程非常方便。 tms320f2812芯片有18k ram，128k flash，16通道的pwm，16通道12位adc，3个定时器，19位地址线，16位数据线。串行口有can，mcbsp，spi，2 sci。由以上两个芯片的功能可以看到，tms320vc33的计算功能是非常强大的，而tms320f2812在管理功能以及电机控制功能方面则显示了巨大的优势，如果两者强强联合所能达到的效果无疑是让人非常满意的。

     硬件设计由于在磁悬浮系统中，所要求采集的传感器信号速度、精度和相位差都非常高，ms320f2812内部的adc虽然号称是同时采样的，但其最多只能有两路同时转换，显然不能满足磁悬浮系统中多个传感器信号无相位差采集的需求。故特别选取了ti公司的ads7800，12位、 10v、3 s采样模数转换器，见图1。由于ads7800是单通道的，所以可以根据需要扩展芯片，在本硬件中扩展了六片。又由于ads7800供电电压是5v，参考电压是15v，而tms320vc33控制电压是3.3v，故接口需要加电压转换芯片lvth16245。因为控制系统所要求的传感器信号之间没有相位差，所以所有模数转换器必须同时转换，因此控制转换开始的信号必须是同一个信号，这可以由gal20v8产生的地址信号来承担这一任务。同时，转换结束后的数字量又要可以分开一个个的读取，这个任务可以由gal20v8和lvth16245巧妙的配合来完成。图1　adc接口原理图 在ads7800中，可以让片选信号/cs一直有效，由gal产生的地址信号adc连接转换开始引脚。这样，只要由dsp向adc所指向的地址进行写操作，所以扩展的ads7800同时都启动了一次模数转换。由于lvth16245的方向引脚/dir一直接低电平，所以只要向gal产生的地址读取数据，就可以读到相应ads7800转换结束后的数据。而在没有选通lvth6245的时候，gal产生的相应地址信号是高电平，lvth16245的总线和dsp的总线是隔离的。gal译码所产生的地址从xintf zone 2（0x080000――0x100000）开始，每个片选信号占用0x800的地址空间。磁悬浮系统中，根据需要选择的数模转换器是ti公司的dac7625u。虽然dac7625供电电压是5v，但是数据的传递方向是从dsp到转换器，故不需要另加电压转换电路。dac7625四个输出通道占用了dsp从cs7开始的四个存储单元。双口ram以其双接口、大容量、超高速的数据交换所提供的优势作为双dsp之间数据传递的交换场地是很好的选择。由于tms320vc33和tms320f2812的接口都是3.3v，故选择了3.3v的双口ram idt70v24，这样就不必加电压转换模块，简化了系统之间的接口，提高了可靠性，见图2。图2　dac7625与tms320f2812接口黾路 对于tms320f2812，由于它有非常多的功能模块在磁悬浮控制系统的电路板中没有用，故可以把那些没有用的功能引脚作为通用输入输出引脚（gpio），引入开关和发光二极管。为了保护处理器，加入了lvth16245作为隔离以及方向控制芯片，开关量为输入量，发光二极管为输出量。硬件原理框图见图3。图3　硬件原理框图 ti的tps767d318可以通过5v稳压电源，提供dsp内核所需的1.8v电压和dsp的外设及lvth16245等芯片构成的电路所需的3.3v电压。因此对于tms320f2812和tms320vc33这些典型的快速、低电压dsp，可分别用两块tps767d318来供电。而对于双口ram块，可以用ti公司的3.3v的电源芯片7333来供电。三个比较大的芯片由三块电源芯片供电，可以有效解决功率问题，又可以使系统之间具有相对独立性，提高子系统的安全性。dac7625所需的正负2.5v电压则由电源芯片mc1403提供。这样，目标板上的所有基本电源就可以用一个5v的稳压电源模块提供。

     软件设计试验目的：通过