TMS320F2812型DSP在車(chē)輛四輪轉向控制系統中的應用

1 引言

數字信號處理器(Digital Signal Processor,簡(jiǎn)稱(chēng)DSP), 是一種適合于數字信號處理運算的微處理器，能夠實(shí)現實(shí)時(shí)快速的數字信號處理算法。通常，由一個(gè)以DSP為基礎的內核，配以測量控制所需的外圍功能電路，集成在單一芯片內，使芯片價(jià)格大大降低，體積縮小，結構緊湊，使用便捷，可靠性提高。因此，集成DSP芯片的多功能板是電機應用、勵磁脈沖控制系統、電力保護系統的理想選擇。本文采用了超拓工控的CS4U9813可編程智能多功能板作為伺服電機的控制器來(lái)實(shí)現汽車(chē)后輪轉向功能，該板集成有TI公司的高性能 DSP芯片TMS320F2812。

2 TMS320F2812的結構特點(diǎn)[1][4]

TMS320F2812是TI公司最新推出的目前市場(chǎng)上最先進(jìn)、功能最強大的32位定點(diǎn)DSP芯片。它既具有數字信號處理能力，又具有強大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特別適用于工業(yè)自動(dòng)化、電機、馬達伺服控制系統。TMS320F2812芯片結構采用改進(jìn)的程序與數據存儲分開(kāi)的哈佛結構，8級流水線(xiàn)作業(yè)，128位的密匙保護，幾乎所有指令都在6.67ns(150MHZ)內完成,高達1MB的外部存儲器接口，最多有56個(gè)獨立的可編程、多用途的輸入 /輸出(GPIO)引腳,是實(shí)現運動(dòng)控制系統的最佳選擇。功能框圖如圖1所示，其主要性能如下:

圖1 功能框圖

(1) 高性能的32位中央處理器
l 主頻150MHZ(時(shí)鐘周期6.67ns)，低功耗(核心低壓1.8V,I/O口3.3V)
l 16位×16位和32位×32位乘且累加操作以及16位×16位的兩個(gè)乘且累加
l 統一的寄存器編程模式，可達4M字的線(xiàn)性程序地址和數據地址

(2) 片內存儲器
l 8Kx16位的Flash存儲器
l 1Kx16位的OTP型只讀存儲器
l L0和L1:兩塊4Kx16位的單口隨機存儲器(SARAM)
l HO:一塊8Kx16位的單口隨機存儲器
l M0和M1:兩塊1Kx16位的單口隨機存儲器

(3) 時(shí)鐘與系統控制
l 支持動(dòng)態(tài)的改變鎖相環(huán)的頻率(PLL)
l 片內振蕩器
l 看門(mén)狗定時(shí)器模塊
l CPU級和外設級中斷相結合的控制系統
(4) 豐富的外圍設備
l 兩個(gè)事件管理器(EVA、EVB)
l 串行外圍接口(SPI)
l 兩個(gè)串行通信接口(SCI),標準的UART
l 改進(jìn)的控制器局域網(wǎng)絡(luò )(ECAN)
l 多通道緩沖串行接口(MCBSP)
l 16通道12位的數模轉換器(ADC)

3 四輪轉向控制系統的實(shí)現