基于双cpu系统在微电机测试中的应用
宋弘，胡莲君
（四川理工学院自动化与电子信息学院，自贡643000）
摘要：文章设计的微电机测试系统，采用了数字信号处理器(dsp)+单片机( mcu)的双cpu系统，并由双口ram来构成双机系统方案，同时整个系统的软硬件设计均采用模块化设计思想，便于功能的移植和实施。整个设计显著提高了微电机测试的测量精度和处理速度。
关键词：数字信号处理器；单片机；微电机测试；双口ram
中图分类号：tm38 文献标志码：a 文章编号：1001-6848(2010)03-0086-03
0引 言
在各种自动控制的机械设计中越来越多地采用微电机，在微电机的生产、运行和研发过程中，需要对电机的性能、参数等进行必要的测试，以检验电机是否满足有关技术要求，或寻求改进设计工艺的途径和方法。本文利用数字信号处理器( dsp)****运算能力，以及单片机(mcu)善于控制的特点，构造了“dsp+ mcu”的双cpu系统，将其应用到微电机测试系统中取得了很好的教果。
1系统硬件设计
1.1测试系统的结构
该系统硬件设计采用模块化设计方式，采用不同功能模块进行相关硬件电路的设计。本文选用数字信号处理器( dsp)作为核心芯片，并对dsp外部进行接口的扩展。对于一般的数据采集系统，大都采用dsp总线进行接口扩展方案，但这需要多个接口芯片，很难实现测试系统的小型化。综合考虑系统的性能、小型化、可靠等因素【2,3】，本文采用了dsp+ mcu的双cpu设计方案，系统硬件如图l所示。
本测试系统实现对各种传感器信号的采集及对被控元件的控制。信号的采集主要是指电机电流、振动、转速、扭矩信号的采集，同时实现对离合器的控制、电机通断电的控制、制动电源的控制。系统采集的信号通过信号调整电路，一方面由显示表显示，另一方面，经过滤波、a/d转换等送入mcu。
dsp选用tms320c5416．mcu选用c8051f021，由于该芯片内部flash达到64k，可以将dsp的程序存储到mcu中，dsp通过hpi口进行程序加载，这样，可以省去dsp外部扩展flash[4]。
1.2信号的采集
(1)转速信号的采集
转速的测量采用增量式光电式编码器zkt-50，输出的信号为频率信号，为了提高计算速度，需进行f/v转换，把测得的频率信号变成电压信号。本文采用lm331芯片构成频率一电压转换电路。
(2)电流信号的采集
选用测量范围在o~25 a的霍尔电流传感器，其输出信号为电压信号，且信号范围在0—5 v范围内，所以只需将信号接电压跟随器，增加电路的带负载能力。
(3)扭力信号的采集
压力传感器输出的信号为微弱的电压信号，信号中存在干扰，需要对信号进行放大、滤波，并与a/d转换器相匹配，并滤出高频杂波。在设计中如果只采用一级放大，在调试和调零的时候电位器略微变动，就会引起电压的很大变化，为此需要做两级放大电路，以提高调试及调零的电路灵敏度。第一级放大电路选用仪表放大器ad620，它由三个运算放大器组成；第二级放大电路采用高精度集成运算放大器op07所组成的反向比例放大电路，由于电路中存在负反馈，提高了电路的工作稳定性，减小了偏置电流的影晌。
(4)振动信号的采集
振动传感器选用sd14 n14型内装电路加速度传感器，其控制电路则选用带有双积分功能的sd14t02型信号调理器，将调理器的输出信号通过设计的软件，分析出振动的加速度、速度和位移量。
1 3通信部分的设计
为了解决mcu与dsp之间的通信问题，本系统采用了高性能双口ram( cy7c133)来构成双机通信的方案。与串行通信相比，采用双口ram不仅数据传输速度高，而且抗干扰性能好。
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