揭秘DSP電機控制串行通信系統電路設計

　　在電機控制系統中，客戶(hù)端要通過(guò)上位機來(lái)設置電機的運行參數，而被控電機也要將各種運行狀態(tài)信息實(shí)時(shí)地傳給遠程控制端客戶(hù)，串行通信由于連線(xiàn)少，成本低，簡(jiǎn)單可靠，被廣泛應用。本文利用SCI串行通訊接口實(shí)現DSP控制器與PC機的通信連接；電機控制系統中還必須有數碼顯示驅動(dòng)電路，以便于現場(chǎng)控制人員及時(shí)了解電機當前的轉速等信息，因此利用SPI同步串行口來(lái)實(shí)現DSP與外圍設備之間的通信就很有必要。分析了數字信號處理芯片TMS320LF2407ADSP的串行外設接口SPI，及串行通信接口SCI模塊。在電機控制實(shí)驗系統中，給出了由這2個(gè)模塊構成的串行通信應用實(shí)例。重點(diǎn)講述了相關(guān)的串行通信接口電路硬件設計高。

　　串行通信接口模塊的硬件電路設計

　　電機的運行參數，如轉向、轉速及位置信號等由主機制定，通過(guò)RS232串行通信傳輸到DSP，DSP再將運行結果返回給主機的電機控制系統中，以實(shí)現遠程客戶(hù)端和被控電機之間的通訊。由于上位機（PC）一般都帶有RS232接口，所以我們利用上位機的串行口與下位機DSP的異步串行口SCI來(lái)進(jìn)行RS232C通信和數據交換，實(shí)現計算機對工業(yè)現場(chǎng)被控對象的檢測和控制。TMS32OLF24O7A的串行通信接口電路如圖2所示。該電路采用了符合RS232標準的驅動(dòng)芯片ADM2O2E進(jìn)行串行通訊。ADM2O2E芯片功耗低，集成度高，+5 V供電，具有2個(gè)接收和發(fā)送通道。由于TMS320LF2407A采用+3．3 V供電，所以在A(yíng)DM202E與TMS320LF2407A之間必須加電平轉換電路，本文采用了一個(gè)二極管（1N4oo7）和3個(gè)電阻進(jìn)行電平轉換。

　　圖2 串行通信接口電路

　　該實(shí)驗系統利用DSP的SCI串行通信接口電路實(shí)現了DSP控制器與上位機的通訊連接，整個(gè)接口電路簡(jiǎn)單，可靠性高。DSP控制器通過(guò)SCI串行通信接口電路，將控制系統的實(shí)時(shí)運行狀態(tài)上傳給上位機供存儲和分析，而上位機則通過(guò)SCI串行通信接口電路將控制指令（例如起、停、正轉、反轉、運行速度等）發(fā)送給DSP控制器，以實(shí)現對電機控制系統的實(shí)時(shí)控制。本試驗系統的串行通信速率可變，波特率默認值為l 9200，從l200，2400，4800，9 600，到l9 200可調。

　　SPI與MAX7219的硬件連接電路

　　MAX721 9的典型應用電路如圖所示，它是由單片MAX7219驅動(dòng)的8位LED顯示器。通過(guò)寄存器設置讓DSP 工作在主操作模式下，MAX7219作為從片。2407A DSP 的SPISIMO，SPISTE，SPICLK分別與MAX72l9的DIN，CLK，LOAD端相連，MAX7219的DISP_l~DISP一8接8個(gè)數碼管的位選端，SEG—A~SEG—GP接7段顯示器段驅動(dòng)端及小數點(diǎn)驅動(dòng)端。SPI通過(guò)SPICLK腳向整個(gè)通信網(wǎng)提供串行時(shí)鐘，控制著(zhù)系統的數據傳輸；通過(guò)SPISTE腳給MAX7219提供片選信號，低電平有效；通過(guò)SPISIMO 腳把數據輸出到MAX7219的DIN腳上。電阻R 可改變LED的亮度，每段的驅動(dòng)峰值電流約為R 中電流的100倍。R 的取值不能小于10 kl2。實(shí)際使用時(shí)，可先用一只可調電阻調節亮度，達要求后用一只相同阻值的固定電阻代替即可。在這里應注意，MAX7219的段電流正常工作范圍為l0b40 mA，當段電流超過(guò)40 mA時(shí)，必須外加擴流電路。