A06B-6110-H030 高速高精度的運算能力及豐富的片內外設資源等優(yōu)勢， 為飛控系統(tǒng)的發(fā)展提供了一個很好的平臺。本系統(tǒng)選用的TMS320F2812(以下簡稱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， 工作主頻可達150MIPS。片內集成了128K字的FLASH存儲器， 方便實現軟件升級；還集成了豐富的外圍設備， 如: 采樣頻率高達12.5MIPS的12位16路A/D轉換器， 兩個面向電機控制的事件管理器和多種標準串口通信外設。在此基礎上設計出一種高精度、擴展性強、小型化和低成本的新型飛行控制系統(tǒng)。
1、硬件系統(tǒng)方案要求和設計
基于DSP的飛控系統(tǒng)硬件設計， 關鍵在于系統(tǒng)的整體方案設計。接口設計是一個重要環(huán)節(jié)， 將直接影響系統(tǒng)的性能。為了減輕系統(tǒng)的負擔，外部輸入信號用中斷方式讀入，信號輸入輸出時要考慮抗干擾性。 充分考慮TMS320F2812的片內資源以及系統(tǒng)的接口要求，僅需對DSP芯片進行少量的外部接口擴展， 即可滿足飛控系統(tǒng)所有功能和未來擴展性的要求。同時由于系統(tǒng)的輸入邏輯量較多，采用Altera公司CPLD芯片EPM7128，完成數據處理和邏輯運算功能，以減少控制電路的體積， 增加系統(tǒng)的可靠性， 實現對控制系統(tǒng)各單元狀態(tài)的監(jiān)視和控制。
系統(tǒng)整體方案設計如圖1所示。以下將從系統(tǒng)各模塊的實現加以說明。
模擬信號經過信號調理模塊輸入，A/D轉換選擇12位逐次逼近A/D轉換器AD1，其片內含有三態(tài)輸出緩存電路和高精度參考電壓源與時鐘電路， 自帶采樣保持器。本設計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、標志查詢方式，啟動信號和轉換結束信號相配合，使AD1一旦轉換結束就處于數據輸出狀態(tài)，同時產生AD結束標志， 提高多通道時的通過率。
F2812處理器提供兩個串行通信接口(SCI) ，支持16級接收和發(fā)送FIFO，但仍然滿足不了飛控系統(tǒng)與多外設的通訊要求。因此，系統(tǒng)選用異步串行接口擴展芯片SP2338，方便地將DSP的SCI1擴為3個全雙工、波特率可達9600b/s 的異步串行通信接口，作為主控制器和專用的通信設備數據傳輸通道，進行控制系統(tǒng)和地面的通信傳輸，SCI2作為GPS與CPU的通信通道。SP2338使用簡單，不需要底層軟件支持，上電即可工作。
串口擴展實現如圖3：ADR10、ADR11是下行地址線，ADR10，ADR11=00，01，10是分別對應子串口0，1，2；ADR00， ADR01是上行地址線，ADR00，ADR01- 00，01，10是分別對應子串口0，1，2。 F2812的I/O口直接與SP2338的地址線相連。發(fā)送數據時，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；接收數據時，DSP通過讀取I/O口的狀態(tài)來判斷數據具體來自哪一個子串口，從而對讀取到的數據做出相應的處理。因此可以提高系統(tǒng)效率、降低軟件消耗。通過外加電平轉換芯片就可以實現RS232， RS422，RS485通訊。
2. 3 存儲器擴展
F2812上包含128K 16位的FLASH存儲器?？紤]到容量和速度， 所以必須對系統(tǒng)進行存儲器的擴展。采用一片ISSI公司生產的64K字大小的IS61LV6416存儲芯片作為程序擴展存儲器。+3.3V供電，存取時間最大不超過12ns。不需要外加延時電路， 直接將其數據線、地址線分別和DSP的數據線、地址線相連。并將DSP的第51引腳R /W與61LV6416的片選信號CE引腳連接，DSP的讀、寫選通信號分別與61LV6416的讀、寫選通信號相連。
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