TMS320LF2407在天然氣發(fā)動機控制中的應用

摘 要：本文介紹了TI（美國德州儀器）公司推出的一種面向數(shù)字控制系統(tǒng)開發(fā)的新型可編程DSP芯片TMS320LF2407的主要特點，及其在天然氣發(fā)動機控制系統(tǒng)中的應用。該控制系統(tǒng)硬件電路簡單，系統(tǒng)可靠，實時性高。

　　1 引言

　　近年來，數(shù)字信號處理器（DSP）芯片已經(jīng)廣泛用于自動控制、圖像處理、通信技術(shù)、網(wǎng)絡設備、儀器儀表
儀器儀表

　　廣義的說儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞和數(shù)據(jù)處理等功能，如氣動調(diào)節(jié)儀、電動調(diào)節(jié)儀表，以及集散型儀表控制系統(tǒng)等也皆屬器儀表。儀器儀表能改善、擴展或補充人的官能。如顯微鏡、望遠鏡、聲級計、酸度計、高溫計等，可以擴展人的視、聽、嘗、摸外部事物的官能；有些儀器儀表，如磁強計、射線計數(shù)計等，可感受和測量到人所不能感受到的物理量；還有些儀器儀表可以超過人的能力去記錄、計算和計數(shù)，如高速照相機、計算機等。 [全文]

和家電等領域;DSP為數(shù)字信號處理提供了高效而可靠的硬件基礎。目前，應用最廣泛的DSP芯片是TI（德州儀器）公司的產(chǎn)品，TMS320C2000系列是該公司的適合于數(shù)字控制的一種DSP。這種系列DSP芯片具有完美的性能并集成了閃存、高速A/D轉(zhuǎn)換器、高性能的CAN模塊等，因此使用它可以降低開發(fā)難度，縮短產(chǎn)品開發(fā)時間，有效地降低開發(fā)成本，具有很高的性價比。TMS320LF2407芯片是TMS320C2000系列中最新的、集成度最高、性能最強的運動控制DSP芯片。

　　天然氣作為動力能源是傳統(tǒng)燃料的理想替代品。各種天然氣發(fā)動機的專用電子控制系統(tǒng)不斷地涌現(xiàn)，使天然氣發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、排放性等各項性能不斷提高。天然氣專用發(fā)動機通過良好的控制可以比同等的汽油機和柴油機具有更低的排放，并且動力性能有很大的提高，因此選用高性能的DSP芯片設計好天然氣發(fā)動機控制系統(tǒng)是非常重要的。

　　2 TMS320LF2407芯片簡介

　　DSP芯片是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。該芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的指令，可以用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。

　　TMS320x24x系列數(shù)字信號處理器是TI（美國德州儀器）公司推出地一種面向數(shù)字馬達控制、嵌入式控制系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)開發(fā)的新型可編程DSP芯片。TMS320LF240x是x24x系列DSP控制器中的新成員，是為了滿足控制應用而設計的。LF240x的片內(nèi)程序存儲器
存儲器

　　存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。它根據(jù)控制器指定的位置存進和取出信息。 [全文]

為Flash EEPROM，包括LF2402、LF2406和LF2407三個型號。LF2407是x240x系列DSP控制器*能最強、片上設施最完備地一個型號，被廣泛用于代碼開發(fā)、系統(tǒng)仿真及實際系統(tǒng)中，其主要特點：

　?。?） 采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，使得供電電壓降為3.3V，減小了控制器的功耗;30MIPS的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到33ns（30MHz），從而提高了控制器的實時控制能力。

　?。?） 兩個事件管理器模塊EVA和EVB，每個包括：兩個16位通用定時器;8個16位的脈寬調(diào)制（PWM）通道。適用于控制交流感應電機、無刷直流電機、步進電機和逆變器等。

　?。?） 10位A/D轉(zhuǎn)換器最小轉(zhuǎn)換時間為500ns，可選擇由兩個事件管理器來觸發(fā)兩個8通道輸入A/D轉(zhuǎn)換器或一個16位通道輸入的A/D轉(zhuǎn)換器。

　　3 TMS320LF2407芯片在天然氣發(fā)動機控制系統(tǒng)中的應用

　　傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)是選用單片機
單片機

　　單片機是單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer）的簡稱，是一種將中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)集成到一塊硅片上構(gòu)成的微型計算機系統(tǒng)。 [全文]

來控制，一是其運行速度不高，達不到很好的實時控制，不能有效的起到在線檢測控制的效果;二是單片機的集成度較低，片上不具備運動控制系統(tǒng)所需的專用外設，這就需要較多的元器件，增加了系統(tǒng)電路的復雜性，降低了系統(tǒng)的可靠性。然而選用TI（美國德州儀器）公司的x240x系列DSP芯片，片上集成了專用的運動控制外設電路，且其內(nèi)部的DSP核可提供更高的運算速度、運算精度和處理大量數(shù)據(jù)運算的能力。DSP芯片能較好地滿足系統(tǒng)的實時性要求，能夠比較方便實現(xiàn)復雜的控制算法。