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基于PSD3XX與ADMC401接口設(shè)計的無功發(fā)生器系統(tǒng)
摘要：文章介紹了PSD3XX系列芯片的基本功能和ADMC401芯片的功能特點，結(jié)合硬件電路圖詳細分析了兩者的接口設(shè)計，并對其軟件環(huán)境和需要注意的問題進行了說明，最后以靜止無功發(fā)生器為例，介紹了ADMC401+PSD311兩片系統(tǒng)的應用方法，同時給出了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。關(guān)鍵詞：PSD3XX ADMC401 PWM SVG
隨著微機控制技術(shù)的廣泛應用以及控制系統(tǒng)復雜性和實時性要求的不斷提高，很多控制系統(tǒng)都對高速、多功能、大容量控制器的被控對象提出了各種要求控制。尤其是在工業(yè)應用領(lǐng)域中，系統(tǒng)需要快速地完成大量數(shù)據(jù)的采集和處理以及控制信號的接收和發(fā)送等諸多功能，這樣，一般的單片機系統(tǒng)很難滿足要求。因此，如何設(shè)計一個實用、經(jīng)濟、合理的高性能控制系統(tǒng)已成為設(shè)計的關(guān)鍵。
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對于一個單片機系統(tǒng)，如果采用常規(guī)的ＲＡＭ、ＲＯＭ和邏輯器件分離的系統(tǒng)連接方式，必定會使整個控制電路過于龐雜，從而給設(shè)計和調(diào)試帶來很大的困難，同時也會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而美國ＷＳＩ公司生產(chǎn)的可編程外圍邏輯器件ＰＳＤ系列芯片內(nèi)集成有ＥＰＲＯＭ、ＳＲＡＭ和ＰＬＤ陣列等部件，它將單片機所需的多個外圍芯片集成在一個芯片內(nèi)，從而大大地簡化了硬件電路的設(shè)計，減少了印制電路板的面積，縮短了開發(fā)周期。圖１是ＰＳＤ３系列器件的組成結(jié)構(gòu)。
從圖中可以看到ＰＳＤ３ＸＸ內(nèi)部有２５６ｋ位到１Ｍ位不等的ＥＰＲＯＭ，它們被均勻地分為８個相同大小的區(qū)，每個區(qū)都有相應的選擇信號，通過ＰＳＤ中ＰＬＤ譯碼部分可產(chǎn)生相應的選擇信號。還有一些主要的功能部件，如多個單獨可配置Ｉ／Ｏ端口、兩個可編程陣列（ＰＡＤ Ａ和ＰＡＤ Ｂ）、１６ｋ位靜態(tài)ＲＡＭ等。對于較大的系統(tǒng)，還可以通過水平級聯(lián)（以增加總線寬度為特點）或垂直級聯(lián)（以增加子系統(tǒng)深度為特點）等方式并配置多個ＰＳＤ３ＸＸ來完成。ＰＳＤ３ＸＸ可以和多路復用或非多路復用總線的１６位微控制器接口。并支持多種ＭＣＵ，例如Ｉｎｔｅｌ的８０１９６、８０３８６ＥＸ，Ｍｏｔｏｒｏｌａ的６８ＨＣ１６、６８３ＸＸ，Ｐｈｉｌｉｐｓ的８０Ｃ５１ＸＡ以及ＡＤ公司的ＡＤＳＰ２１０５等。如此大的儲存空間和功能單元極大地方便了單片機的嵌入式設(shè)計，同時地為用戶提供了更為簡單靈活的解決方案。圖２是常規(guī)的單片機系統(tǒng)和由ＰＳＤ組成的系統(tǒng)進行硬件結(jié)構(gòu)比較的示意圖，可見運用ＰＳＤ后，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到極大簡化。
圖2 常規(guī)單片機系統(tǒng)和由PSD組成的兩片系統(tǒng)比較圖
２ ＡＤＭＣ４０１芯片說明
對于系統(tǒng)設(shè)計者來說，數(shù)字信號處理（ＤＳＰ）的普遍使用正在成為一股潮流。ＡＤＭＣ４０１?１??２?芯片即是一個基于單片ＤＳＰ的控制器，適合工業(yè)應用領(lǐng)域中的高性能控制。該芯片集成了一個２６ＭＩＰＳ定點內(nèi)核ＡＤＳＰ－２１７１，其編碼與ＡＤＳＰ－２１ｘｘ ＤＳＰ 系列完全兼容。該內(nèi)核具有一套完備的外圍控制接口，可以在高度集成環(huán)境中快速實現(xiàn)對元器件的控制。另外，它還包含三個計算單元、兩個數(shù)據(jù)地址發(fā)生器和一個程序定序器，其中計算單元包含一個算術(shù)邏輯單元ＡＬＵ、一個乘法／累加器?ＭＡＣ?和一個桶式移位器，而內(nèi)核也增加了位操作、平方、四舍五入和全局中斷屏蔽等指令。除此之外，ＡＤＭＣ４０１芯片還包括兩個靈活的雙緩沖器以及雙向同步串行口。圖３為ＡＤＭＣ４０１的功能框圖。從圖中可以看到：該芯片提供有２ｋ×２４位的內(nèi)部程序儲存器ＲＡＭ、２ｋ×２４位的內(nèi)部程序存儲器ＲＯＭ、１ｋ×１６位的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器ＲＡＭ、一個高性
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