基于DSP器件TMS320C32和CPLD芯片实现智能仪器的设计.docx
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1、基于DSP器件TMS320C32和CP1D芯片实现智能仪器的设计一、背景及DSP+CP1D系统优越性作为电气主设备,电动机是数量最多的一种,电动机及其保护的运行正常与否,直接关系到国计民生。据统计,可靠的保护每年可减少约20万台(次)以上的电动机烧毁,减少经济损失数亿元。传统智能仪器大多数都是在里出;机系统基础上开发的。基于单片机的保护装置受其内部结构、时针和总线的限制,运算能力弱,实时性差,软硬件通用性不强,系统灵活性不高,日益不能满足上述需要。DSP处蹴因内部采用了区别于传统单片机冯诺依曼结构的哈佛结构而克服了取指令和数据都通过同一条总线完成而造成的传输通道瓶颈效应的问题。可编程逻辑器件(
2、P1D)经历了从PROM、P1A、PA1、GA1等低密度的P1D,发展到CP1D和空丛两种大规模的P1D,开发工具越来越完善,应用越来越普及。将CP1D/FPGA和DSP技术的结合起来实现DSP器件系统的解决方案,为测控仪器向高层次智能化方向发展提供了充分的现实可行性。为实现对电力系统大型设备智能在线监测,本文以WSM2000DSP智能电动机保护装置项目为背景,对一种DSP+CP1D新型的智能仪器结构进行了研究和设计。二、系统结构本系统采用美国TI公司生产的浮点DSP器件TMS320C32作为底层主处理器件,实现对A/D采集得到的数字信号进行处理,并且把所有控制电路、地址分配等设计在EPM71
3、28S中,使整个系统结构简单化,体积小型化,功能多样化。些1674用来进行信号的采集,F1ASHMem2iy用来存放软件代码、主要功能参数、故障数据记录等;S幽1的功能一是程序仿真时使用,二是在系统脱机运行时,将F1ASHMemor中的软件搬运到SRAM中运行,提高软的运行效率。系统功能模块图1所示。系统结构图三、CP1D开发流程CP1D的开发是指用利用CP1D芯片并借助于其开发系统,按照开发系统的工作步骤,将用户设计转化成CP1D配置数据并下载到CP1D芯片中实现用户设计要求的全过程。其设计流程图如图2所示。四、液晶显示(1CD)模块设计1硬件接口设计内置T6963C控制器型液晶显示模块接口
4、,由指令锁存器、数据锁存器、数据缓冲器、状态寄存器以及数据控制电路、数据栈区等组成。接口部实现了CPU和T6963C内部寄存器及其所管理的显示存储器的存取操作,实现了CPU操作时序与T6963C内部工作时序的转换。CPU对T6963C的每次操作时,接口部的锁存器保留了其发来的指令代码或显示数据,并立即封锁了接口部的对外电路,将后续的处理过程转换到T6963C控制部的工作时序上,直到处理完成,方释放接口部对外电路,等待下一次访问。T6963C与TMS320C32和EPM7128S接口如图3所示:TMS320C32的/项TROB、AKAO引脚进行地址译码,参与系统的统一编址。/IOSTROb=OD
5、SP对应有效地址为81000OH82FFFFH,当地址线AO为1时选通1CD,地址线A1用来实现液晶的数据通道和指令通道的区分,A1=I时为指令通道,A1=O时为数据通道。1CD接口地址为:818003H为指令通道818001H为数据通道。2软件设计本系统T6963C接口部设计了一个数据栈,在写带有参数的指令时,先向数据通道写入参数,接口部将其存在数据栈中,然后通道写入指令代码。T6963C将根据指令代码的含义将数据栈内最近的数据作为其参数一同进行处理。读显示数据时,先写入操作的指令代码,T6963C将所需的显示数据放入数据栈中,然后读数据操作将数据栈中的数据读出。3内置T6963C液晶显示模
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