基于DSP28335的飛控計算機DAC擴展電路設計

作者：時間：2014-07-08 來源：網絡

加入技術交流群
- 掃碼加入
  和技術大咖面對面交流
  海量資料庫查詢

　　摘要：為了實現UAV的舵機和油門調節(jié)控制的需要，飛控計算機系統(tǒng)采用BURR—BROWM公司的D/A芯片DAC7725N來設計D/A擴展模塊。使用CPLD實現接口邏輯，簡化了電路設計，后續(xù)的系統(tǒng)調試驗證表明，D/A轉換通道在1 000 Hz的刷新頻率下，精度能夠達到5.8 mV，完全能夠滿足UAV飛行控制系統(tǒng)實際應用的要求，具有較高的實用性。

本文引用地址：http://www.2s4d.com/article/249383.htm

　　關鍵詞：數模轉換;DAC7725N;DSP28335;復雜可編程邏輯器件

　　模擬量控制和PWM控制是當前無人機舵機控制系統(tǒng)最常用的兩種控制方式。其中模擬量控制作為一種傳統(tǒng)控制方式，至今仍被廣泛應用，絕大多數的飛行控制計算機都提供模擬量輸出通道，因此，D/A轉換模塊是飛行控制計算機中必備的功能模塊之一。DSP28335片上沒有DAC模塊，所以必須使用片外擴展。

　　DAC模塊設計涉及D/A轉換芯片的選擇、參考電壓源的配置、數字輸入碼與模擬輸出電壓的極性等問題，而其中最核心的問題是D/A轉換芯片的選擇與應用問題，主要需要考慮的技術指標有分辨率和建立時間等。本文選用BURR—BROWM公司的D/A轉換芯片DAC7725N實現此功能。

　　DAC7725是一款高輸出電壓和低功耗的D/A轉換器件，產品功耗低(最多250 mW)、建立時間快(10μs)、線性度和單調性為12 bit，接收12位并行輸入數據，采用雙緩沖輸入邏輯，提供數據回讀模式。DAC的低功耗，小體積使DAC7725特別適合于閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。

　　1 總體設計方案

　　本系統(tǒng)采用TI公司的高性能數字信號處理器(DSP28335)作為中央處理單元。該款DSP芯片提供高性能并行外設擴展接口XINTF，對外提供具有標準時序的片選、讀/寫控制信號;同時提供32位數據總線、20位地址總線，并且提供3個獨立的片選信號，擴展能力強，使用方便。

　　因為單片DAC7725N提供4通道模擬量輸出，本系統(tǒng)使用兩片DAC7725N擴展得到8路模擬量輸出通道。DSP將代表舵面位置的數字量通過并行數據接口送至DAC7725N，DAC7725N將其轉換成相應的模擬電平信號后送至舵控電路，從而完成本次舵面刷新操作。結構圖如圖1所示。

　　2 DAC轉換精密基準電路設計

　　基準電路具有穩(wěn)定性好，對系統(tǒng)的操作環(huán)境(如電源電壓、工作溫度、輸出負載)變化不敏感的特點，可以為其它電路模塊提供較為精確的參考點，因此它是模擬集成電路和數?；旌想娐分胁豢扇鄙俚幕締卧娐?。DAC7725N精密基準電路如圖2所示。

　　3 DSP與DAC7725N接口電路的設計

　　比較DSP的XINTF接口與DAC7725N的并行端口可知，兩接口具有良好的兼容性，只需少量接口邏輯電路的配合即可建立起DSP與DAC7725N之間的通信連接。為提高邏輯電路設計的靈活性和可靠性，所有的邏輯電路全部使用1片CPLD實現。DSP與DAC7725N接口電路如圖3所示。

　　圖3給出了1片DAC7725N與DSP實現通信連接的電路原理圖。本系統(tǒng)共使用2片DAC7725N，另一片使用相同的接口電路，這里不再重復給出。

　　3.1 DAC7725N片選譯碼邏輯設計

　　1#DAC7725N芯片提供第1#～4#模擬量輸出通道，2#DAC7725N芯片提供第5#～8#模擬量輸出通道，DSP要選通某一通道，首先要通過CPLD的片選譯碼邏輯選通提供該通道的DAC7725N芯片。本系統(tǒng)中采用部分譯碼的方式提供每個DAC7725N芯片的片選信號。邏輯電路如圖4所示。

　　地址分配情況如表1所示。

　　3.2 DAC7725N寫使能信號R/W的邏輯設計

　　DAC7725N使用R/W信號使能本次寫操作。寫操作是D/A轉換芯片的基本操作，DSP將待轉換的數字量寫入DAC7725N，在DAC7725N的模擬量輸出端即可得到相應幅值的模擬信號。讀操作是DAC7725N的特色之一，DAC7725N支持數字量回讀功能，使得DSP能夠方便地獲取當前正在參與轉換的數字量的值。下面以D/A轉換芯片的寫操作為例，詳細分析芯片DAC7725N寫操作時序設計，由于讀操作與寫操作時序設計類似，這里不再累述。

　　DAC7725N執(zhí)行寫操作時對R/W信號和CS信號的時序關系有一定的要求，如圖5所示。