基于DSP的智能控制器高可靠性分析与设计.doc
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1、基于DSP的智能控制器高可靠性分析与设计硬件系统高可靠性设计1 硬件电路设计硬件电路原理如图1所示,在具体设计中,每个部分都应考虑抗干扰问题,以最大限度地减小干扰对整个系统性能的影响,确保系统具有足够高的可靠性。图1 智能控制器硬件电路原理框图DSP部分本控制器以TI公司的TMS320F2812(以下简称F2812)为核心,它是一款专用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点DSP芯片。F2812部分的电路设计重点考虑如下问题: 电源上电次序。F2812为低电压、多电源DSP,必须满足I/O电源先于CPU内核电源上电的次序,且两者上电时间差不能太长(一般不超过1s),否则会影响器件的使用寿
2、命甚至损坏器件。本文采用TPS75733KTT和TPS76801Q电源芯片设计电源模块,满足了上述上电次序的特殊要求。 系统时钟。F2812要求输入时钟信号电平为1.9V(此时主频最高可达150MHz)或1.8V(此时最高主频为135MHz),而普通晶振的输出电平为5V或3.3V,因此不能直接采用晶振设计系统时钟。为提高系统整体工作的稳定性和可靠性,本设计采用一个晶体和两个电容与F2812片内时钟模块构成振荡电路,满足了时钟要求。 未用输入/输出引脚的处理。未用输入引脚不能悬空不接,对于关键的控制输入引脚(如Ready和Hold等),应固定接为高电平或低电平,非关键的输入引脚应将其上拉或下拉为
3、固定电平;未用的输出引脚可悬空不接。电源部分本设计针对直流侧采取了如下措施: 电源按内部和外部两类单独分开供电,并采取隔离、滤波及接地等技术措施。内部电源负责F2812核心系统供电,并设有电压监视器,用于电源异常保护;而外部电源只与外部接口联系。 模拟电源和数字电源分开,分别采用独立的电源供电。 对整流后的直流电压采取了二级稳压方式,以保证前级稳压器受影响后仍能输出规定的电压。输入输出通道部分输入输出通道与过程相连,是过程干扰进入DSP系统的主要通道,也是DSP系统抗干扰设计的重要内容之一。输入输出通道抗干扰设计主要采取隔离措施,这样可大大提高过程通道上的信噪比。通信部分F2812芯片具有两个
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