基于DSP的加速度计温度控制系统的硬件设计
摘 要：文中采用 Texas Instrument(TI)公司的TMS320F240型DSP作为温度控制系统的核心,完成系统4路温度信号的采集、放大,数据送入DSP处理后输出4路PWM控制信号,经光电隔离和功率放大后控制加热片的工作,从而实现加速度计温度控制系统的闭环控制,满足系统的精度要求。
关键词：加速度计;温度控制;DSP;设计
1 引言
近年来,数字信号处理器(DSP)得到了高速发展,性价比不断提高,广泛应用于各个领域,例如通信、语音处理、图像处理、模式识别及工业控制等方面,并且日益显示出巨大的优越性。数字信号处理器利用专门或者通用的数字信号处理电路,以数字计算的方法对信号进行处理,具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰能力强、体积小以及可靠性高的特点,可满足对信号快速、精确、实时处理及控制的要求。文中以T1MS320F240型DSP为核心,设计了高精度的惯性导航加速计温度控制系统。
2 TMS320F240系列的基本特征
TMS320F240将DSP的高速运算能力和高效控制能力集于一体,其主要特点如下：
(1)核心CPU包括32位的中央算术逻辑单元(CALU)、32位累加器、16位×16位并行乘法器、3个定标移位寄存器和8个16位辅助寄存器,指令周期为50 ns(20 MI／s),多数指令为单周期指令;
(2)片内带有544Bxl6位的数据／程序RAM和16 KBxl6位的掩模ROM或FlashEEPRClM,外部存储器接口具有16位地址总线和16位数据总线,224KBxl6位的最大可寻址寄存器空间：
(3)双10位模数转换器可实现双路信号同时采样,转换时间可以根据需要编程设置．最短转换时间为6．1 IJ,s;
(4)6个外部中断,包括电源驱动保护中断、复位、非屏蔽中断NMI和3个可屏蔽中断。
3 温度控制系统硬件设计
基于DSP设计的温度控制器利用DSP强大的高速运算能力,以及其片内集成的丰富的控制外围部件和电路,从而简化了电路的硬件设计,可以实现各种控制算法和控制策略,并通过异步串行通信接口来读取用户所需要的数据,便于用户分析实验结果。此外,还具有脱离DSP的高温硬件保护功能．可消除由于DSP系统意外失控所造成的系统超温危险,提高了温度控制系统工作的可靠性和使用安全性。系统结构如图1所示。
3．1 信号采集及放大电路
信号采集电路是温度控制系统的重要组成部分．其对温度测量的精确性直接影响整个温度控制系统的精度。故本系统选用性能稳定的PT1000铂热电阻传感器作为测量温度信号的敏感元件。其阻值随温度的变化为：0℃时阻值为1 000Ω,温度系数为3．84Ω
