基于TMS320VC33的磁懸浮列車速控系統(tǒng)

　　加大了片載存儲(chǔ)區(qū)容量是VC33明顯優(yōu)于C3X家族其它成員的地方。VC33共有34K32位存儲(chǔ)區(qū)，24位地址線最大可訪問16M存儲(chǔ)空間。微處理器模式和微計(jì)算機(jī)模式分別定義了不同的存儲(chǔ)空間分配方式。處于微處理器模式時(shí)，DSP在仿真器監(jiān)控的條件下運(yùn)行經(jīng)仿真器下載到SRAM存儲(chǔ)區(qū)中的程序；當(dāng)處于微計(jì)算機(jī)模式時(shí)，DSP中的BOOTLOADER將存儲(chǔ)在ROM或FLASH中的程序下載至SRAM區(qū)并開始運(yùn)行，此時(shí)仿真器不起作用。

　　VC33的片內(nèi)存儲(chǔ)區(qū)在實(shí)際應(yīng)用中難以滿足運(yùn)行程序與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的需要，因此必須為系統(tǒng)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)區(qū)，包括靜態(tài)SRAM區(qū)和永久ROM區(qū)。SRAM區(qū)在系統(tǒng)工作時(shí)與VC33內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)結(jié)合使用，作為系統(tǒng)的工作區(qū)，ROM區(qū)則永久保存運(yùn)行程序和特定參數(shù)，系統(tǒng)上電時(shí)由引導(dǎo)程序?qū)OM區(qū)中的程序和數(shù)據(jù)讀至SRAM區(qū)中。

　　VC33的高速特點(diǎn)要求擴(kuò)展的SRAM必須有極高的存取速度，這里選用兩片64K×16bit的IDT71V016 SRAM組成64K×32bit片外存儲(chǔ)區(qū)，其地址訪問時(shí)間僅為12ns，能夠滿足存取速度的要求。

　　由于系統(tǒng)只在上電和復(fù)位時(shí)訪問永久ROM，對(duì)它的存取時(shí)間要求不太高，采用一片512K×16bit的am29lv800b FLASH ROM，其訪問時(shí)間為60~120ns。FLASHROM可多次重復(fù)擦拭，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)，寫入程序不需要額外的工具。瑞泰創(chuàng)新公司提供了專用的FLASH寫入程序，也可根據(jù)實(shí)際情況自己編寫，靈活性很好。

　　圖4是電路設(shè)計(jì)原理圖，用G20V8B進(jìn)行地址選通，后面還會(huì)詳細(xì)介紹DSP板的地址選通邏輯。圖中CLKR0是串口式時(shí)鐘引腳，這里作I/O端口(可通過設(shè)置串口控制寄存器實(shí)現(xiàn))，接收FLASH狀態(tài)信號(hào)。

3.3 數(shù)字I/O接口設(shè)計(jì)

　　數(shù)字I/O接口用來與I/O接口板相連，發(fā)送和接收32位開關(guān)量控制信息。LVT16245用作32位數(shù)據(jù)線的總線驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)鎖存器，保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量。32位信號(hào)經(jīng)32位數(shù)據(jù)總線發(fā)送和接收，由相應(yīng)的地址選通邏輯控制信號(hào)的讀取方向。因?yàn)镈SP從駕駛臺(tái)讀取數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送至PLC，地址選通邏輯在控制LVT16245的數(shù)據(jù)方向的同時(shí)，還必須兼顧I/O接口板的數(shù)據(jù)流方向。

　　3.4 串口設(shè)計(jì)

　　DSP系統(tǒng)板需要采集來自RS485端口的速度位置信息。DSP自身帶有串口引腳，但其傳輸為同步方式，無法與異步方式的RS485接口相連。因此選用有自動(dòng)流控功能的異步通信芯片TL16C550C實(shí)現(xiàn)DSP的串口通信(見圖5)。

　　TL16C550C(ACE)在從外設(shè)或Modem接收數(shù)據(jù)時(shí)實(shí)現(xiàn)從串口到并口的轉(zhuǎn)換，當(dāng)從CPU接收數(shù)據(jù)時(shí)實(shí)現(xiàn)并口到串口的轉(zhuǎn)換，CPU可在任何時(shí)候讀取芯片的狀態(tài)。ACE包含完全的Modem控制能力和處理器中斷系統(tǒng)，可配合來最小化通信連接軟件管理。

　　ACE包含波特率發(fā)生器，可對(duì)輸入時(shí)鐘分頻和倍頻，規(guī)則包含了接收器的16倍頻時(shí)鐘，ACE有1M波特的串口傳輸率，因此每一位耗時(shí)1μs，一個(gè)字節(jié)耗時(shí)10μs。

　　ACE包含了12個(gè)完全可訪問的寄存器，DSP可通過對(duì)這些寄存器的讀寫操作控制ACE的工作狀態(tài)。用A0~A2選擇寄存器地址，D0~D7讀寫寄存器內(nèi)容。

　　ACE可直接進(jìn)行9線模式的串口通信。為提高串口的驅(qū)動(dòng)能力，適應(yīng)RS232和RS485標(biāo)準(zhǔn)，額外為其增加了兩片串口芯片MAX232、MAX485，使DSP板通過串口傳遞信息時(shí)不再需要額外的設(shè)備。通過跳線進(jìn)行不同串口通信模式的轉(zhuǎn)換。

　　3.5 地址的分配與選通

　　上面介紹的存儲(chǔ)區(qū)、數(shù)字I/O端口、串口都需要占用DSP的16M地址空間，合理分配地址和選通引腳成為關(guān)鍵。VC33提供了一個(gè)專用的地址選通引腳STRB，它與預(yù)解碼引腳PAGE0~PAGE3配合使用，能夠快速訪問特定地址。本系統(tǒng)的地址分布比較復(fù)雜，使用GAL20V8B進(jìn)行邏輯運(yùn)算。表2是地址空間分配表。