基于tms320vc5402芯片的可编程脉宽调制产生器的制造方法

xiaoxiao2020-9-10  3

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基于tms320vc5402芯片的可编程脉宽调制产生器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于TMS320VC5402芯片的可编程脉宽调制产生器,包括主控电路,主控电路分别与时钟和复位电路、显示电路、PWM输出电路、电源电路和键盘电路相连接;电源电路还分别与其它电路相连接。该调制产生器充分利用McBSP的数据时钟和帧同步信号可编程性和多路传输性的优点,对采样率发生器的相关寄存器进行合理设置,分频后的帧同步信号满足产生大范围PWM的要求,并结合外加PWM输出电路实现脉宽调制功能,有效的解决了DSP5000系列没有高效的可编程PWM系统、采用定时器实现PWM占用CPU资源多等问题,适用于占空比范围宽、可编程性高以及需要多路脉宽控制等场合。
【专利说明】基于TMS320VC5402芯片的可编程脉宽调制产生器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于信号处理【技术领域】,涉及一种可编程脉宽调制产生器,特别涉及一种基于TMS320VC5402芯片的可编程脉宽调制产生器。
【背景技术】
[0002]脉宽调制(PWM)在电机控制、信号处理和通信系统等领域有着广泛的应用。 DSP2000系列控制器自带有PWM功能。但在许多应用场合,需要运用DSP5000系列的控制器,而DSP5000系列控制器却没有PWM的功能。
[0003]基于DSP的PWM系统设计在20世纪70年代有了飞速发展,到了 80年代,基于DSP 的PWM技术已应用到各个工程【技术领域】。TI公司DSP产品中的5000系列还没有带PWM的功能。用其内部的定时器可以产生PWM,但是需要消耗CPU大量的时间,而且改变占空比较复杂。因此,需要设计一种能在DSP5000系列控制器上使用且编程方便、占用CPU时间少、 实现多路输出的PWM装置。

【发明内容】

[0004]本实用新型的目的是提供一种能在DSP5000系列控制器上使用的基于 TMS320VC5402芯片的可编程脉宽调制产生器,编程方便,占用CPU时间少,实现多路输出。
[0005]为实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:一种基于TMS320VC5402芯片的可编程脉宽调制产生器,包括主控电路,主控电路分别与时钟和复位电路、显示电路、PWM 输出电路、电源电路和键盘电路相连接;电源电路还分别与时钟和复位电路、显示电路、PWM 输出电路和键盘电路相连接。
[0006]上述的主控电路包括主控芯片,主控芯片采用TMS320VC5402芯片,主控芯片的第 43引脚接PWM输出电路的INPUTO端,主控芯片的第53引脚接PWM输出电路的INPUTl端。
[0007]本实用新型可编程`脉宽调制产生器充分利用McBSP的数据时钟和帧同步信号可编程性和多路传输性的优点,对采样率发生器的相关寄存器进行合理设置,分频后的帧同步信号满足产生大范围PWM的要求,并结合外加PWM输出电路实现脉宽调制功能,有效的解决了 DSP5000系列没有高效的可编程PWM系统、采用定时器实现PWM占用CPU资源多等问题,适用于占空比范围宽、可编程性高以及需要多路脉宽控制等场合。
I是本实用新型调制产生器的结构示意图。
2是本实用新型调制产生器中TMS320VC5402与PWM输出电路的连接示意图。
3是本实用新型调制产生器中PWM输出电路的示意图。
4是本实用新型调制产生器的主程序流程图。
5是本实用新型调制产生器流程中的中断向量程序流程图。
I和图2中:1.时钟和复位电路,2.主控电路,3.显示电路,4.PWM输出电路,
【专利附图】

【附图说明】[0008]图[0009]图[0010]图[0011]图[0012]图[0013]图5.电源电路,6.键盘电路。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0015]如图1所示,本实用新型调制产生器,包括主控电路2,主控电路2分别与时钟和复 位电路1、显示电路3、PWM输出电路4、电源电路5和键盘电路6相连接;电源电路5还分别 与时钟和复位电路1、显示电路3、PWM输出电路4和键盘电路6相连接。
[0016]键盘电路6中的键盘与显示电路3构成人机接口界面,用户可以通过键盘输入给 定的占空比并送显示;电源电路5用来给主控电路2、时钟和复位电路1、键盘电路6、PWM输 出电路4和显示电路3提供3.3V、1.8V和5V电源。
[0017]主控电路2中的主控芯片Ul采用TMS320VC5402芯片,TMS320VC5402芯片是一款 带有两个相同多通道缓冲串行口(McBSP)的DSP,该两个McBSP分别为McBSPO和McBSPl。 TMS320VC5402芯片与PWM输出电路4的连接示意图,如图2所示,主控芯片Ul的引脚41和 引脚48分别为McBSPO的接收时钟引脚和发送时钟引脚。主控芯片Ul的第43引脚和第53 引脚分别为McBSPO的接收帧同步引脚和发送帧同步引脚;主控芯片Ul的第43引脚接PWM 输出电路4的INPUTO端,主控芯片Ul的第53引脚接PWM输出电路4的INPUTl端。主控 芯片Ul的第45引脚和第59引脚分别为McBSPO的数据接收引脚和数据发送引脚。主控芯 片Ul的第27引脚XF为PWM输出电路4的电平控制端,与PWM输出电路4的电平控制端OC 相连接。
[0018]PWM输出电路4的INPUTO端和INPUTl端为输入信号端;PWM输出电路4的0UTPUT0 端和0UTPUT1端为输出信号端。
[0019]PWM输出电路4如图3所示,包括第一非门U2和第二总线缓冲器U7,第一非门U2 的第I引脚和第二总线缓冲器U7的第2引脚分别接主控芯片Ul的第43引脚;第一非门U2 的第2引脚接第一总线缓冲器U6的第2引脚;第二总线缓冲器U7的第I引脚与第二非门 U3的第2引脚相连接,第二总线缓冲器U7的第3引脚和第一总线缓冲器U6的第3引脚分 别接PWM输出电路4的0UTPUT0端;第一总线缓冲器U6的第I引脚、第二非门U3的第I引 脚、第四非门U5的第I引脚和第三总线缓冲器U8的第I引脚均与主控芯片Ul的第27引 脚相连接;第四非门U5第2引脚接第四总线缓冲器U9的第I引脚,第三总线缓冲器U8的 第3引脚和第四总线缓冲器U9的第3引脚分别接PWM输出电路4的OUTPUT I端;第三总线 缓冲器U8的第2引脚接第三非门U4的第2引脚,第三非门U4的第I引脚和第四总线缓冲 器U9的第2引脚分别与主控芯片Ul的第53引脚相连接。
[0020]所有非门中的第7引脚均接GND,所有非门中的第14引脚均接VCC。
[0021]所有总线缓冲器中的第7引脚分别接GND,所有总线缓冲器中的第14引脚分别接 VCC。
[0022]第一非门U2、第二非门U3、第三非门U4和第四非门U5均采用非门74ALS04 ;第一 总线缓冲器U6、第二总线缓冲器U7、第三总线缓冲器U8和第四总线缓冲器U9均采用三态 输出的四总线缓冲器74ALS125。
[0023]时钟和复位电路I对TMS320VC5402芯片的McBSP进行复位和提供时钟;键盘电路 6输入给定占空比;PWM输出电路4对McBSP帧同步信号的输出的变换;显示电路3用来显不占空比变化。
[0024]本实用新型调制产生器的主程序流程图,如图4所示。系统上电后,先启动可屏 蔽中断INTO及对McBSPO进行复位;再对串口控制寄存器SPCRl和SPCR2、接收控制寄存 器RCRl和RCR2、发送控制寄存器XCRl和XCR2、采样率发生寄存器SRGRl和SRGR2、引脚控 制寄存器PCR进行初始化,时钟选择DSP的CPU时钟或外部时钟CLKS,然后设定分频系数 CLKGDV,进而能够得到采样率发生器的输出时钟CLKG ;输出时钟CLKG再经分频后能产生 FSG,然后产生两路方波FSRO和FSXO ;最后等待中断。有键按下时产生INTO中断,INTO中 断服务程序流程图如图5,需要说明的是:在键盘中Fl键表示改变PWM占空比;F2键表示输 入确认;q为输入给定占空比的值,其范围为0.2%?99.8%,最小间隔为0.2%,可以通过键 盘和程序设定q值;XF为PWM电平控制端;FWID是McBSPO采样率发生寄存器SRGRl的8? 15位;FPER是McBSPO采样率发生寄存器SRGR2的0?11位,FPER+1为PWM的周期。设定 PWM的周期为500个时钟周期。所以改变占空比q的方式分为两种:当q不大于50%,XF=0, 由公式FWID=500Xq -1计算占空比;当q大于50%,XF=1,由FWID=499 - 500X q,计算占 空比;根据计算结果直接输出PWM要求的占空比。其输入约束是500Xq为小于或等于499 的整数,否则输入q时会提示出错信息。然后更新采样率发生器的FWID值即可。
[0025]本实用新型调制产生器中的PWM输出电路4,可以产生完全同步的两路PWM。一路 由INPUTO输入,0UTPUT0输出;另一路由INPUTl输入,OUTPUT I输出,这两路信号传输过程 是相同的。PWM输出电路4中的非门用于高低电平转换,三态输出的四总线缓冲器用于选择 信号的输出。PWM输出电路4的工作原理为:先对TMS320VC5402芯片中McBSPO的寄存器 进行初始化,再通过键盘改变FWID的值,达到给定的占空比。同时McBSPl和McBSPO工作原 理一样,也能产生两路PWM信号。所以本调制产生器加以扩展就能够用一个TMS320VC5402 芯片产生4路PWM信号。
[0026]本实用新型调制产生器是通过对DSP内部多通道缓冲串口相关寄存器进行初始 化,再调节串口控制寄存器SPCRl的FWID,外加转换电路而产生PWM的。为达到经过采样率 发生器分频后的帧同步信号产生大范围PWM的要求,PWM信号的周期可以在255?4095个 时钟周期之间选择,但是为了使得PWM的占空比连续可调,本调制产生器选取PWM的周期为 500个时钟周期,经过PWM输出电路转换高低电平后输出。PWM占空比的调节范围是0.2%? 99.8%, 一个TMS320VC5402带有两个McBSP,每个McBSP可以产生完全同步的两路PWM。本 调制产生器采用的中断方式如果不改变占空比,则不占用CPU的时间。减少了中断访问次 数,节省了中断访问时间,因此可以有效的减小占用DSP的CPU资源,使得本实用新型调制 产生器可以增加DSP5000系列在信号处理等方面的功能,实现可编程、PWM范围大、多路传 输、占用DSP的CPU资源少的目的。
【权利要求】
1.一种基于TMS320VC5402芯片的可编程脉宽调制产生器,其特征在于,包括主控电 路(2),主控电路(2)分别与时钟和复位电路(I)、显示电路(3)、PWM输出电路(4)、电源电 路(5)和键盘电路(6)相连接;电源电路(5)还分别与时钟和复位电路(I)、显示电路(3)、 PWM输出电路(4 )和键盘电路(6 )相连接。
2.根据权利要求1所述基于TMS320VC5402芯片的可编程脉宽调制产生器,其特征在 于,所述的主控电路(2)包括主控芯片(Ul ),主控芯片(Ul)采用TMS320VC5402芯片,主控芯 片(Ul)的第43引脚接PWM输出电路(4)的INPUTO端,主控芯片(Ul)的第53引脚接PWM 输出电路(4)的INPUTl端。
3.根据权利要求2所述基于TMS320VC5402芯片的可编程脉宽调制产生器,其特征在 于,所述的PWM输出电路(4)包括第一非门(U2)和第二总线缓冲器(U7),第一非门(U2)的 第I引脚和第二总线缓冲器(U7)的第2引脚分别接主控芯片(Ul)的第43引脚;第一非门 (U2)的第2引脚接第一总线缓冲器(U6)的第2引脚;第二总线缓冲器(U7)的第I引脚与 第二非门(U3)的第2引脚相连接,第二总线缓冲器(U7)的第3引脚和第一总线缓冲器(U6) 的第3引脚分别接PWM输出电路(4)的0UTPUT0端;第一总线缓冲器(U6)的第I引脚、第 二非门(U3)的第I引脚、第四非门(U5)第I引脚和第三总线缓冲器(U8)的第I引脚均与 主控芯片(Ul)的第27引脚相连接;第四非门(U5)第2引脚接第四总线缓冲器(U9)的第I 引脚,第三总线缓冲器(U8)的第3引脚和第四总线缓冲器(U9)的第3引脚分别接PWM输出 电路(4)的0UTPUT1端;第三总线缓冲器(U8)的第2引脚接第三非门(U4)的第2引脚,第 三非门(U4)的第I引脚和第四总线缓冲器(U9)的第2引脚分别与主控芯片(Ul)的第53 引脚相连接。
4.根据权利要求3所述基于TMS320VC5402芯片的可编程脉宽调制产生器,其特征 在于,所述的第一非门(U2)、第二非门(U3)、第三非门(U4)和第四非门(U5)均采用非门 74ALS04。
5.根据权利要求3所述基于TMS320VC5402芯片的可编程脉宽调制产生器,其特征在 于,所述的第一总线缓冲器(U6)、第二总线缓冲器(U7)、第三总线缓冲器(U8)和第四总线 缓冲器(U9)均采用三态输出的四总线缓冲器74ALS125。
【文档编号】H03K7/08GK203387478SQ201320508863
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】马胜前, 余权, 马冬梅, 范满红, 郭倩, 胡玫 申请人:西北师范大学

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