基于DSP的加速度計(jì)溫度控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)

3．4 高溫保護(hù)電路

通常情況下加速計(jì)的工作溫度不能超過90℃．溫度過高會(huì)燒壞加速計(jì)而使整個(gè)溫控系統(tǒng)不能正常工作。為了避免系統(tǒng)電路出現(xiàn)異常而導(dǎo)致加速度計(jì)溫度過高，筆者設(shè)計(jì)了脫離DSP的高溫硬件保護(hù)電路，其保護(hù)溫度點(diǎn)為85℃，電路如圖4所示。

此電路的工作原理是：當(dāng)3個(gè)加速計(jì)的溫度沒有超過保護(hù)溫度點(diǎn)時(shí)，X、Y、Z檢測的電壓信號(hào)大于-4．5 V，穩(wěn)壓管K1、K2、K3未被反向擊穿，保護(hù)電路不工作，因而整個(gè)溫度控制系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。反之，當(dāng)其中任何1個(gè)加速計(jì)的溫度超過高溫保護(hù)溫度點(diǎn) 85℃時(shí)．將有1路檢測的電壓信號(hào)小于或等于-4．5 V，與其相對(duì)應(yīng)的1個(gè)穩(wěn)壓二極管反向擊穿，致使三極管Q1不導(dǎo)通，6N137型光電耦合器的輸入為高電平，輸出為低電平，三極管02不導(dǎo)通，而后級(jí)的4個(gè)三極管Q3、Q4、05及06均導(dǎo)通，使后級(jí)4路功率放大電路不工作．切斷4個(gè)加熱片的電源，從而對(duì)加速計(jì)起到保護(hù)作用。

3．5 光電隔離及功率放大

加速計(jì)的溫度信號(hào)經(jīng)采集電路采集放大后．直接送人DSP的MD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換．轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)。DSP運(yùn)算后，從DSP的PWM／CMP引腳輸出PWM脈寬調(diào)制信號(hào)。此控制信號(hào)經(jīng)6N137型光電耦合器隔離后，控制功率放大電路的工作．從而控制加熱片的工作狀態(tài)。功率放大電路由開關(guān)管Ql和Q2 構(gòu)成，其放大倍數(shù)約為2 OOO。X為保護(hù)電路的輸出信號(hào)。電路如圖5所示。

3．6 JTAG標(biāo)準(zhǔn)仿真接口設(shè)計(jì)

與所有的微處理器一樣，DSP的開發(fā)同樣也需要一套完整的軟硬件開發(fā)工具。筆者選用北京聞亭公司研制的TDS510型uSB接口仿真器．其仿真信號(hào)線采用 JAG標(biāo)準(zhǔn)。IEEEl149．1，采用14線標(biāo)準(zhǔn)仿真接頭。此。DSP目標(biāo)系統(tǒng)與仿真器的距離小于152-4 mm(6英寸)，故用無緩沖的簡單連接。其中，EMU0和EMU1必須接1只上拉電阻器(一般為4．7kΩ)，使信號(hào)上升時(shí)間小于10μs。

仿真器只參與數(shù)據(jù)的傳輸，即將目標(biāo)代碼通過J|I'AG接口從計(jì)算機(jī)下載到目標(biāo)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中，而仿真是在DSP內(nèi)完成的，因此，JTAG標(biāo)準(zhǔn)仿真接口是仿真器與DSP目標(biāo)系統(tǒng)之間必須的通信接口，為DSP目標(biāo)系統(tǒng)的仿真和調(diào)試帶來了方便。在系統(tǒng)調(diào)試階段，可以通過此仿真接口將編譯后的程序代碼下載到外部擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器，在線調(diào)試用戶程序，查看內(nèi)存、CPU寄存器、各種圖表等內(nèi)容。系統(tǒng)調(diào)試成功后可以利用燒寫程序通過此仿真接口將調(diào)試好的程序燒到DSP 的Flash中，使DSP目標(biāo)系統(tǒng)成為可以獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，使：DSP的開發(fā)更為方便。

4 實(shí)驗(yàn)測試

采用上述基于DSP的溫度控制系統(tǒng)，配合石英撓性加速度計(jì)組件以及加熱片，利用聞亭公司的2000系列DS／，仿真調(diào)試軟件CC'C2000，采用增量式比例、積分、微分(PID)控制算法，通過仿真接口對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了大量的仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明基于DSP的加速度計(jì)溫度控制系統(tǒng)能夠較好地實(shí)現(xiàn)控制效果。

5 結(jié)束語

基于DSP的溫度控制系統(tǒng)以高速DSP為核心，輔以相應(yīng)的外圍電路，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制，目前已用于某導(dǎo)航測試系統(tǒng)中。實(shí)際應(yīng)用表明，該控制系統(tǒng)具有良好的控制性能，可滿足系統(tǒng)的精度要求，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。