如何基于DSP芯片的多層循環(huán)式立體車庫控制系統(tǒng)？

圖3 DSP連線示意圖

RS為外部復位端口，連接外部看門狗電路，看門狗對外部輸入電壓進行監(jiān)視，當電壓超出規(guī)定值時向DSP發(fā)送復位信號使DSP復位。SPICLK、SPI— SOMI、SPISIMO和BOOTEN為串行端口，與外部存儲器相連，從外部存儲器中讀取執(zhí)行控制算法時需要的各種參數(shù)。DO～D15為16位數(shù)據(jù)總線，與CPLD相連，接收CPLD計數(shù)器提供的數(shù)據(jù)。A0～A15為16位地址總線，IS、WE、RD、STRB為外部控制總線，都與CPLD連接，共同為整個電路提供各種譯碼和控制功能。CANRX和CANTX為通信端口，通過光耦與CAN總線收發(fā)器相連，最后連接到通信總線上，與主控計算機交互信息。 PWMO～PWMn為多路PWM控制脈沖輸出端口，輸出的PWM脈沖控制信號經(jīng)過光電隔離和功率放大后送執(zhí)行機構控制各拖車板的運行。TRST、TMS、 TDI、TDO、TCK、EMU0和EMUl為調(diào)試端口，與外部標準JTAG調(diào)試接口相連，用來對DSP進行仿真和調(diào)試。

DSP的CAN總線通信功能由其內(nèi)部自帶的CAN控制器模塊完成，所需的PWM控制脈沖由兩個事件管理器中的多路PWM脈沖發(fā)生器產(chǎn)生，實現(xiàn)起來十分方便。DSP的軟件開發(fā)也十分容易，只要在其專用的集成開發(fā)環(huán)境CCS(Code Composer Studio)中編譯好程序，用一根下載線通過標準的JTAG接口就可以把程序燒錄到DSP的程序存儲器中。

3.3 CPLD結構設計

CPLD作為控制器的脈沖計數(shù)器，并完成所有的譯碼功能，在控制器中同樣占有十分重要的位置。本文選用的是ALTERA公司生產(chǎn)的MAX7000系列芯片中的EPM7256AE，這是一款100引腳低電壓(3.3V供電同時兼容5v)、高速度(傳播延遲最小為5ns)、高集成度(內(nèi)含256個宏單元)的芯片，其電路連接如圖4所示。

在圖4中，PHASElA～PHASEnA和PHASEIB～PHASEnB為多對碼盤脈沖信號輸入端口，接收碼盤脈沖信號并進行計數(shù)，PHASElA與 PHASElB為1對輸入，PHASEnA與PHASEnB為1對輸入，以此類推。SWITCH1～SWITCI-In為各拖車板零位檢測輸入端口，當每個拖車板經(jīng)過自己的零位時就由零位光電檢測開關向CPLD輸出一個脈沖信號，CPLD對各零位脈沖信號進行處理后由XINT1端口以外部中斷的方式送 DSP處理。DO～D15為16位數(shù)據(jù)端口，與DSP的數(shù)據(jù)總線相連，把計數(shù)結果送給DSP。A0～A15和IS、WE、RD、STKB等端口分別與 DSP相應端口連接，接收DSP的地址和控制信號，完成各種控制和譯碼功能。TMS、TDI、TDO、TCK各端口分別與外部標準JTAG接口相連，完成各種仿真和調(diào)試功能。

圖4 CPLD連接不意圖

所有的計數(shù)器都由同一個邏輯體完成，圖5為單個計數(shù)器邏輯體示意圖。其中，phase a、phase b分別為碼盤傳感器的兩路脈沖輸入信號，也就是計數(shù)的對象;clear為CPLD內(nèi)部譯碼后產(chǎn)生的清零信號，可以使計數(shù)器復位1 read為CPLD內(nèi)部譯碼產(chǎn)生的DSP讀計數(shù)器值信號，該位有效時把計數(shù)結果q[]送給DSP。

用MAX+pluslI環(huán)境自帶的AHDL語言編寫的16位計數(shù)器算法：

圖5 計數(shù)器示意圖

由于CPLD的引腳極其靈活，用戶可以根據(jù)需要任意選取和配置，這就大大提高了設計的靈活性，同時降低了電路板布線的復雜程度。同時，CPLD支持多種輸入方法，開發(fā)過程十分簡單，只需在專用的開發(fā)軟件上使用自己熟悉的語言編譯出需要的軟件，然后使用專用的下載線把程序下載到CPLD中，就可以進行在線修改和調(diào)試，而且大部分設計和優(yōu)化工作可由軟件自動完成，使用起來十分方便。

4 結論

基于DSP芯片的多層循環(huán)式立體車庫控制系統(tǒng)，由于使用了運算速度快、內(nèi)部資源豐富、外部接口靈活的DSP芯片作為控制核心，大大降低了車庫的生產(chǎn)成本、提高了車庫的運行速度，比以往的采用PLC或者單片機的控制系統(tǒng)更加經(jīng)濟、可靠，為立體車庫的技術向更先進的方向發(fā)展奠定了堅實的基礎。

隨著立體車庫控制技術的不斷發(fā)展、DSP芯片的不斷升級與完善，DSP在未來必將取代PLC成為立體車庫控制部分發(fā)展的主流，未來的立體車庫在生產(chǎn)成本、運行費用、控制性能上定能實現(xiàn)更大的突破，智能化立體車庫在未來必然有更大的發(fā)展。