如何基于DSP芯片的多層循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)？

圖3 DSP連線示意圖

RS為外部復(fù)位端口，連接外部看門(mén)狗電路，看門(mén)狗對(duì)外部輸入電壓進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)電壓超出規(guī)定值時(shí)向DSP發(fā)送復(fù)位信號(hào)使DSP復(fù)位。SPICLK、SPI— SOMI、SPISIMO和BOOTEN為串行端口，與外部存儲(chǔ)器相連，從外部存儲(chǔ)器中讀取執(zhí)行控制算法時(shí)需要的各種參數(shù)。DO～D15為16位數(shù)據(jù)總線，與CPLD相連，接收CPLD計(jì)數(shù)器提供的數(shù)據(jù)。A0～A15為16位地址總線，IS、WE、RD、STRB為外部控制總線，都與CPLD連接，共同為整個(gè)電路提供各種譯碼和控制功能。CANRX和CANTX為通信端口，通過(guò)光耦與CAN總線收發(fā)器相連，最后連接到通信總線上，與主控計(jì)算機(jī)交互信息。 PWMO～PWMn為多路PWM控制脈沖輸出端口，輸出的PWM脈沖控制信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔離和功率放大后送執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制各拖車(chē)板的運(yùn)行。TRST、TMS、 TDI、TDO、TCK、EMU0和EMUl為調(diào)試端口，與外部標(biāo)準(zhǔn)JTAG調(diào)試接口相連，用來(lái)對(duì)DSP進(jìn)行仿真和調(diào)試。

DSP的CAN總線通信功能由其內(nèi)部自帶的CAN控制器模塊完成，所需的PWM控制脈沖由兩個(gè)事件管理器中的多路PWM脈沖發(fā)生器產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)起來(lái)十分方便。DSP的軟件開(kāi)發(fā)也十分容易，只要在其專(zhuān)用的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS(Code Composer Studio)中編譯好程序，用一根下載線通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口就可以把程序燒錄到DSP的程序存儲(chǔ)器中。

3.3 CPLD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

CPLD作為控制器的脈沖計(jì)數(shù)器，并完成所有的譯碼功能，在控制器中同樣占有十分重要的位置。本文選用的是ALTERA公司生產(chǎn)的MAX7000系列芯片中的EPM7256AE，這是一款100引腳低電壓(3.3V供電同時(shí)兼容5v)、高速度(傳播延遲最小為5ns)、高集成度(內(nèi)含256個(gè)宏單元)的芯片，其電路連接如圖4所示。

在圖4中，PHASElA～PHASEnA和PHASEIB～PHASEnB為多對(duì)碼盤(pán)脈沖信號(hào)輸入端口，接收碼盤(pán)脈沖信號(hào)并進(jìn)行計(jì)數(shù)，PHASElA與 PHASElB為1對(duì)輸入，PHASEnA與PHASEnB為1對(duì)輸入，以此類(lèi)推。SWITCH1～SWITCI-In為各拖車(chē)板零位檢測(cè)輸入端口，當(dāng)每個(gè)拖車(chē)板經(jīng)過(guò)自己的零位時(shí)就由零位光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)向CPLD輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，CPLD對(duì)各零位脈沖信號(hào)進(jìn)行處理后由XINT1端口以外部中斷的方式送 DSP處理。DO～D15為16位數(shù)據(jù)端口，與DSP的數(shù)據(jù)總線相連，把計(jì)數(shù)結(jié)果送給DSP。A0～A15和IS、WE、RD、STKB等端口分別與 DSP相應(yīng)端口連接，接收DSP的地址和控制信號(hào)，完成各種控制和譯碼功能。TMS、TDI、TDO、TCK各端口分別與外部標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口相連，完成各種仿真和調(diào)試功能。

圖4 CPLD連接不意圖

所有的計(jì)數(shù)器都由同一個(gè)邏輯體完成，圖5為單個(gè)計(jì)數(shù)器邏輯體示意圖。其中，phase a、phase b分別為碼盤(pán)傳感器的兩路脈沖輸入信號(hào)，也就是計(jì)數(shù)的對(duì)象;clear為CPLD內(nèi)部譯碼后產(chǎn)生的清零信號(hào)，可以使計(jì)數(shù)器復(fù)位1 read為CPLD內(nèi)部譯碼產(chǎn)生的DSP讀計(jì)數(shù)器值信號(hào)，該位有效時(shí)把計(jì)數(shù)結(jié)果q[]送給DSP。

用MAX+pluslI環(huán)境自帶的AHDL語(yǔ)言編寫(xiě)的16位計(jì)數(shù)器算法：

圖5 計(jì)數(shù)器示意圖

由于CPLD的引腳極其靈活，用戶可以根據(jù)需要任意選取和配置，這就大大提高了設(shè)計(jì)的靈活性，同時(shí)降低了電路板布線的復(fù)雜程度。同時(shí)，CPLD支持多種輸入方法，開(kāi)發(fā)過(guò)程十分簡(jiǎn)單，只需在專(zhuān)用的開(kāi)發(fā)軟件上使用自己熟悉的語(yǔ)言編譯出需要的軟件，然后使用專(zhuān)用的下載線把程序下載到CPLD中，就可以進(jìn)行在線修改和調(diào)試，而且大部分設(shè)計(jì)和優(yōu)化工作可由軟件自動(dòng)完成，使用起來(lái)十分方便。

4 結(jié)論

基于DSP芯片的多層循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)，由于使用了運(yùn)算速度快、內(nèi)部資源豐富、外部接口靈活的DSP芯片作為控制核心，大大降低了車(chē)庫(kù)的生產(chǎn)成本、提高了車(chē)庫(kù)的運(yùn)行速度，比以往的采用PLC或者單片機(jī)的控制系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)、可靠，為立體車(chē)庫(kù)的技術(shù)向更先進(jìn)的方向發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

隨著立體車(chē)庫(kù)控制技術(shù)的不斷發(fā)展、DSP芯片的不斷升級(jí)與完善，DSP在未來(lái)必將取代PLC成為立體車(chē)庫(kù)控制部分發(fā)展的主流，未來(lái)的立體車(chē)庫(kù)在生產(chǎn)成本、運(yùn)行費(fèi)用、控制性能上定能實(shí)現(xiàn)更大的突破，智能化立體車(chē)庫(kù)在未來(lái)必然有更大的發(fā)展。