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首页CPCI总线智能A/D、D/A模块:16位精度与工业控制应用
在"模拟技术中的基于CPCI总线的智能A/D,D/A模块设计"中,研究重点在于设计一款能够高效集成在工业控制系统中的模块。该模块通过CPCI(Computer Peripheral Interface,计算机外围接口)总线与主机进行高速、低延迟的数据交互,这使得它在实时性和可靠性上具有显著优势。CPCI总线是一种广泛应用于航空航天、军事和工业自动化领域的标准,确保了模块在复杂环境下的稳定性能。 模块的核心是采用TI公司的TMS320VC33 DSP(数字信号处理器),作为板载处理器,它负责管理A/D和D/A转换过程,运行复杂的控制算法,并处理与主机的双向通信。16位A/D模块和D/A模块分别支持±5V的信号输入和输出,A/D精度要求小于±16LSB,而D/A精度更高,小于±8LSB,且受到系统复位控制,保证了信号转换的高精度和稳定性。 双口RAM(IDT7133)被用来作为数据交换媒介,允许DSP与主机之间无缝的数据传输。通过这样的架构,模块既能作为整体系统的一部分参与闭环控制,也能独立执行A/D或D/A任务,增强了其灵活性。 设计的关键组件还包括A/D和D/A芯片,以及CPLD(复杂可编程逻辑器件),它们协同工作以实现信号的精确转换。此外,电平缓冲器的应用确保了不同接口之间的信号兼容性和抗干扰能力。 此设计不仅提升了工业控制系统的性能,还通过CPCI总线和DSP的结合,实现了高效、精准的数据处理和控制,适用于对实时性和精度有高要求的工业应用环境。
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模拟技术中的基于模拟技术中的基于CPCI总线的智能总线的智能A//D,,D//A模块设计模块设计
0 引 言 在工业控制领域,为了实现采集和控制功能,经常会使用到A/D,D/A模块。在实际使用中A/
D,D/A模块和主机之间通信方式可以有很多选择。比如RS 232,RS 422,网络等接口方式。在该设计中A/
D,D/A模块通过CPCI总线与主机通信,通过A/D接口采集数据,经过伺服控制软件处理,输出模拟量驱动执
行机构。 从而实现一个闭环的控制。另外通过对DSP软件的修改,该模块还可以单独实现A/D或者D/A
功能。 该设计中A/D,D/A模块具备以下功能: (1)提供2路16位A/D,输入信号范围±5 V,精度要
求小于士16 LSB; (2)提供2路16位D/A,
0 引 言
在工业控制领域,为了实现采集和控制功能,经常会使用到A/D,D/A模块。在实际使用中A/D,D/A模块和主机之
间通信方式可以有很多选择。比如RS 232,RS 422,网络等接口方式。在该设计中A/D,D/A模块通过CPCI总线与主机通
信,通过A/D接口采集数据,经过伺服控制软件处理,输出模拟量驱动执行机构。
从而实现一个闭环的控制。另外通过对DSP软件的修改,该模块还可以单独实现A/D或者D/A功能。
该设计中A/D,D/A模块具备以下功能:
(1)提供2路16位A/D,输入信号范围±5 V,精度要求小于士16 LSB;
(2)提供2路16位D/A,输出信号范围±5 V,精度要求小于土8 LSB,受系统复位控制;
(3)使用TI公司DSP(TMS320VC33)作为板载处理器,该DSP主要实现管理A/D和D/A、运行控制算法、与主机通信功
能,并受系统复位控制;
(4)DSP与主机采用双口RAM(IDT7133)实现数据交换功能。
1 设计原理
如图1硬件结构框图所示,该模块采用TI公司高性能CPU器件TMS320VC33为核心。模块通过PCI9052芯片与CPCI总线
连接,PCI9052的本地总线的信号连接到双口RAM的一端。双口RAM的另一端通过电平缓冲器连接DSP。
DSP核心电路包括DSP芯片TMS320VC33、数据RAM CY7C1041VC33、程序FLASH芯片SST39VF800A组成;DSP的
地址、数据、控制总线通过电平缓冲器件连接双口RAM、A/D芯片、D/A芯片、CPLD。DSP通过双口RAM芯片与主控计
算机进行数据交换;A/D芯片的初始化以及读写操作也由DSP负责完成;DSP控制D/A芯片输出模拟信号;CPLD内部主要
实现组合逻辑功能,将DSP输入的控制信号译码,然后输出给双口RAM以及A/D,D/A等功能芯片使用。
双口RAM芯片是实现智能板的重要组成,由于DSP与主控计算机的地址空间资源是分别进行独立分配的,无法直接进行
互相访问,在两者之间需要一个数据缓冲,双口RAM的特点使其可以满足这个要求。
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