如何基于DSP芯片的多層循環(huán)式立體車(chē)庫控制系統？

圖3 DSP連線(xiàn)示意圖

RS為外部復位端口，連接外部看門(mén)狗電路，看門(mén)狗對外部輸入電壓進(jìn)行監視，當電壓超出規定值時(shí)向DSP發(fā)送復位信號使DSP復位。SPICLK、SPI— SOMI、SPISIMO和BOOTEN為串行端口，與外部存儲器相連，從外部存儲器中讀取執行控制算法時(shí)需要的各種參數。DO～D15為16位數據總線(xiàn)，與CPLD相連，接收CPLD計數器提供的數據。A0～A15為16位地址總線(xiàn)，IS、WE、RD、STRB為外部控制總線(xiàn)，都與CPLD連接，共同為整個(gè)電路提供各種譯碼和控制功能。CANRX和CANTX為通信端口，通過(guò)光耦與CAN總線(xiàn)收發(fā)器相連，最后連接到通信總線(xiàn)上，與主控計算機交互信息。 PWMO～PWMn為多路PWM控制脈沖輸出端口，輸出的PWM脈沖控制信號經(jīng)過(guò)光電隔離和功率放大后送執行機構控制各拖車(chē)板的運行。TRST、TMS、 TDI、TDO、TCK、EMU0和EMUl為調試端口，與外部標準JTAG調試接口相連，用來(lái)對DSP進(jìn)行仿真和調試。

DSP的CAN總線(xiàn)通信功能由其內部自帶的CAN控制器模塊完成，所需的PWM控制脈沖由兩個(gè)事件管理器中的多路PWM脈沖發(fā)生器產(chǎn)生，實(shí)現起來(lái)十分方便。DSP的軟件開(kāi)發(fā)也十分容易，只要在其專(zhuān)用的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS(Code Composer Studio)中編譯好程序，用一根下載線(xiàn)通過(guò)標準的JTAG接口就可以把程序燒錄到DSP的程序存儲器中。

3.3 CPLD結構設計

CPLD作為控制器的脈沖計數器，并完成所有的譯碼功能，在控制器中同樣占有十分重要的位置。本文選用的是ALTERA公司生產(chǎn)的MAX7000系列芯片中的EPM7256AE，這是一款100引腳低電壓(3.3V供電同時(shí)兼容5v)、高速度(傳播延遲最小為5ns)、高集成度(內含256個(gè)宏單元)的芯片，其電路連接如圖4所示。

在圖4中，PHASElA～PHASEnA和PHASEIB～PHASEnB為多對碼盤(pán)脈沖信號輸入端口，接收碼盤(pán)脈沖信號并進(jìn)行計數，PHASElA與 PHASElB為1對輸入，PHASEnA與PHASEnB為1對輸入，以此類(lèi)推。SWITCH1～SWITCI-In為各拖車(chē)板零位檢測輸入端口，當每個(gè)拖車(chē)板經(jīng)過(guò)自己的零位時(shí)就由零位光電檢測開(kāi)關(guān)向CPLD輸出一個(gè)脈沖信號，CPLD對各零位脈沖信號進(jìn)行處理后由XINT1端口以外部中斷的方式送 DSP處理。DO～D15為16位數據端口，與DSP的數據總線(xiàn)相連，把計數結果送給DSP。A0～A15和IS、WE、RD、STKB等端口分別與 DSP相應端口連接，接收DSP的地址和控制信號，完成各種控制和譯碼功能。TMS、TDI、TDO、TCK各端口分別與外部標準JTAG接口相連，完成各種仿真和調試功能。

圖4 CPLD連接不意圖

所有的計數器都由同一個(gè)邏輯體完成，圖5為單個(gè)計數器邏輯體示意圖。其中，phase a、phase b分別為碼盤(pán)傳感器的兩路脈沖輸入信號，也就是計數的對象;clear為CPLD內部譯碼后產(chǎn)生的清零信號，可以使計數器復位1 read為CPLD內部譯碼產(chǎn)生的DSP讀計數器值信號，該位有效時(shí)把計數結果q[]送給DSP。

用MAX+pluslI環(huán)境自帶的AHDL語(yǔ)言編寫(xiě)的16位計數器算法：

圖5 計數器示意圖

由于CPLD的引腳極其靈活，用戶(hù)可以根據需要任意選取和配置，這就大大提高了設計的靈活性，同時(shí)降低了電路板布線(xiàn)的復雜程度。同時(shí)，CPLD支持多種輸入方法，開(kāi)發(fā)過(guò)程十分簡(jiǎn)單，只需在專(zhuān)用的開(kāi)發(fā)軟件上使用自己熟悉的語(yǔ)言編譯出需要的軟件，然后使用專(zhuān)用的下載線(xiàn)把程序下載到CPLD中，就可以進(jìn)行在線(xiàn)修改和調試，而且大部分設計和優(yōu)化工作可由軟件自動(dòng)完成，使用起來(lái)十分方便。

4 結論

基于DSP芯片的多層循環(huán)式立體車(chē)庫控制系統，由于使用了運算速度快、內部資源豐富、外部接口靈活的DSP芯片作為控制核心，大大降低了車(chē)庫的生產(chǎn)成本、提高了車(chē)庫的運行速度，比以往的采用PLC或者單片機的控制系統更加經(jīng)濟、可靠，為立體車(chē)庫的技術(shù)向更先進(jìn)的方向發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎。

隨著(zhù)立體車(chē)庫控制技術(shù)的不斷發(fā)展、DSP芯片的不斷升級與完善，DSP在未來(lái)必將取代PLC成為立體車(chē)庫控制部分發(fā)展的主流，未來(lái)的立體車(chē)庫在生產(chǎn)成本、運行費用、控制性能上定能實(shí)現更大的突破，智能化立體車(chē)庫在未來(lái)必然有更大的發(fā)展。