Abstract： The paper introduces a real time signal control system of supply system, which is realized by using the DSP and microprocessor combined technique. And it also discuss the contents such as PSD、CAN communication 、RAM、DSP.

Keyword：DSP Microprocessor PSD CAN RAM

1 引言

　　在同步辐射应用领域内，加速器具有特殊的运行方式，它要求给磁铁系统供电的稳流电源动态稳定**必须优于1´10-4，输出电流纹波要小于5´10-4。所以现针对磁铁电源，研制开发一套基于DSP技术的多路电源动态参数监控系统，可对电源进行遥控操作和实时显示其状态，同时实现对整个电源纹波、电网电压的实时监控、记录，并对纹波、电网电压进行频谱分析。

2 系统组成框图

　　本系统主要由单片机80C196、可编程单片机外围芯片PSD4235和DSP芯片TMS320VC5402构成。它们之间的通信通过16位的双口RAM（IDT公司的ID7133）来实现。
　　80C196和PSD4235主要完****机接口的功能，包括液晶显示、电源状态开关量输入、输出电源控制操作、CAN总线通信及系统实时时钟。TMS320VC5402则主要负责处理数据，对电源纹波和电网电压进行频谱分析；其主要资源有8路A/D、SRAM、FLASH、总线驱动和锁存等。
　　双口RAM在系统中的功能是将80C196接收到的外界数据交给TMS320VC5402，同时TMS320VC5402需要显示或通信的数据也通过它送给80C196。其结构示意图见图1所示。

图1 系统结构示意图

3 系统的主要硬件

3.1 PSD4235G2芯片

　　WSI公司的PSD4235G2将存储器、I/O端口、PLD等单片机集成于一个芯片中。能与多路复用16位总线的Intel 80C196直接接口，大大简化了硬件电路，使系统的设计、完善变得十分方便.
　　PSD4235G2内部集成了4Mbit闪速存储器，64Kbit SRAM，具有16个输出微单元和24个输入微单元的CPLD，译码PLD，52个单独可配置I/O端口引脚，内置符合JTAG的串行接口。在系统中，它与80C196的硬件连接如图2所示。

图2　80C196与PSD4235硬件接口图

3.2　CAN通信电路

　　CAN总线具有通信速率高、可靠性高、连接方便和性能价格比高等优点。CAN接口由独立控制器SJA1000和CAN控制器接口82C250组成，在这两者之间接6N137高速光耦，用DC-DC变换器隔离电源，提高抗干扰能力。

3.3　实时时钟电路

　　系统选用实时时钟芯片DS12887，它是目前主流芯片。

3.4　双口RAM器件

　　系统选用了IDT公司的高速2K×16 位的双口RAM产品 IDT7133，其最高速度可以达到20ns。控制线和I/O线是完全独立的两个接口，可以对两个端口进行完全异步的读写操作。当两个接口同时对存储器的同一单元进行操作时，IDT7133的忙逻辑BUSY将会有硬件指示。

3.5 DSP处理器
　　DSP是整个系统数据处理的核心器件。我们采用了TI公司的TMS320VC5402。它工作速率可达100MIPS，具有先进的多总线结构（1条程序总线、3条数据总线、4条地址总线），内置4K×16bitROM和16K×16bitRAM。C5402具有高性能、低功耗和低价格等特点。图3 所示为DSP的地址总线与数据总线布局。
　　C5402采用3.3V和1.8V电源供电，其中I/O采用3.3V供电，芯片的核采用1.8V供电。而实际常用的只有5V电源，所以选用了TPS767D301电源转换芯片，可由5V转化为3.3V和1.8V。
　　外部存储器是DSP系统中最主要的部件之一。系统选用AM29LV400B（256K×16bit）作为 FLASH　MEMORY，它存取速度快，最高可达到55ns；读写寿命长，可重复10万次。同时选用CY7C1021（64K×16bit）作SRAM，它是采用CMOS工艺制成，访问速度可达12ns。
　　同时，由于DSP的地址总线与数据总线的驱动能力是有限的，当负载比较大时，需要对它的负载能力进行扩展，以保证系统能稳定工作。并且DSP的输入、输出口也有限，往往需要进行扩展。所以，我们选用SN74LVTH16244和SN74LVTH16245作总线驱动和隔离。
　　电源的模拟信号经过A/D芯片MAX125（8通道14位带并行输出）转换后，变成数字信号送入C5402内进行傅里叶变换，计算信号的频谱。

4 系统的软件设计

　　系统的软件主要包含单片机80C196和DSP两大部分，采用C语言和汇编语言混合编程。单片机MCU与DSP之间通过双口RAM交换数据。MCU软件主要是系统I/O、与DSP通信、LCD显示驱动、键盘扫描、时钟日历等程序。

图3　DSP的地址总线与数据总线布局图
DSP软件主要包含科学计算程序、数据采集程序、FLASH管理、与MCU通信等。

5　结论

　　经过实验证明,根据本文内容设计并实现的电源动态参数监控系统，在实际运用中是可行有效的。

参考文献

[1] 王念旭等.　DSP基础与应用系统设计. 北京：北京航空航天大学出版社，2001.8.　
[2] 戴逸民等.　基于DSP的现代电子系统设计. 北京：电子工业出版社，2002.5.　
[3]　TMS320C5X User’s Guide. Texas instruments，1990.