基于TMS320F240 DSP的激勵器控制系統設計與實(shí)現

1 引言
激勵器是為發(fā)射機提供高精度、高穩定載波的器件。目前許多激勵器的控制系統因其核心器件(如MCS-51)速度和精度的限制，存在頻率同步精度低，校頻速度慢等問(wèn)題。DSP可實(shí)現復雜控制規律、抗干擾能力強、性?xún)r(jià)比高，是實(shí)現控制激勵器輸出精密載波的理想選擇。這里介紹以DSP器件TMS320F240為核心的激勵器控制系統設計與實(shí)現。

2 控制系統原理
該激勵器內5 MHz壓控晶振的輸出不能滿(mǎn)足頻差小于每天0．01 Hz的實(shí)際穩定性需求，因此需用標準的頻率信號(簡(jiǎn)稱(chēng)標頻)校正其晶振輸出的頻率(簡(jiǎn)稱(chēng)校頻)。要提高輸出頻率精度，首先要處理好標頻，達到其頻率準確度高、抖動(dòng)小、信號輸出穩定、且滿(mǎn)足幅度要求。
圖l為激勵器模型。該控制系統插在鑒相電路板與5 MHz壓控晶振(VCX0)間，與二者組成鎖相環(huán)路。鎖相環(huán)路以彩色電視副載波信號(4．43 MHz)為標頻，定時(shí)校對壓控晶振的頻率。鑒相電路輸出包含晶振頻差的電壓Vp。校頻過(guò)程中控制系統對Vp進(jìn)行數據采集和數據處理，并使輸出控制電壓Vc加到壓控晶振的電壓控制端，調整各自振蕩頻率，使其與標頻源的準確度一致。校頻完成后，系統保持校頻處理后的控制電壓，壓控晶振輸出校準后的頻率。

3 控制系統設計
3．1 硬件電路設計
該控制系統的硬件電路主要由TMS320F240、復位電路、12位A／D轉換器與D／A轉換器接口電路、鍵盤(pán)與LED顯示接口電路、鑒相與輸出的狀態(tài)檢測指示、微型打印機并行接口以及系統與PC機通信的串行接口等組成。其結構如圖2所示。

3．1．1 TMS320F240簡(jiǎn)介
根據該系統指標和任務(wù)要求，以及系統的性能和成本，TMS320F240采用高性能的DSP內核和微處理器的片內外圍設備完全滿(mǎn)足該控制系統設計。TMS320F240是傳統的微控制單元(MCU)和昂貴多片設計的一種廉價(jià)替代產(chǎn)品，每秒2千萬(wàn)條指令的處理速度，以及豐富的硬件接口資源，使其提供遠遠超過(guò)傳統的16位微控制器和微處理器的性能。
3．1．2 MD轉換接口設計
根據該系統的實(shí)際功能需求，考慮到MD轉換器的性?xún)r(jià)比因素，選用MAXIM公司的MAX1296。A／D轉換器的接口設計中應注意以下關(guān)鍵問(wèn)題：
(1)MAX1296輸出端與DSP的連接 A/D轉換器分為內部含有和不含輸出鎖存器兩種類(lèi)型，后者通過(guò)鎖存器或I／O接口與CPU相連；而前者則直接與CPU相連，本系統采用內部含有輸出鎖存器的MAX1296。圖3為其接口電路。