TA的每日心情 | 怒
2019-11-26 15:20 |
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cpld和单片机在脉冲磁铁开关电源中的应用/ Q8 @) A3 F7 s
张海燕.: A2 p$ g( Y8 s; y9 q
董晓莉金正方赵涛蔡平
" a" ]* Z: }3 ^0 x" Y, H(中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥 230029 )
+ H e" v7 p; b$ _" v; s, W0 E摘要介绍一种利用可编程逻辑器件(CPLD)和单片机相结合的技术而开发的高性能脉冲电源控制系统。
) I- a; S7 q+ d/ J4 i$ i( O关键词可 编程逻辑期间，单片机，脉冲电源.
$ \9 N# q8 K6 q脉冲磁铁开关电源是同步辐射加速器中的重要
6 k$ _/ _+ }' i# Y6 ^设备，用于将电子束流的部分束团向两个方向偏转3 e$ I: o* Z3 ^
士6°。它的脉冲工作模式要求灵活，可单向正偏、
1 B, K2 E1 X/ E; c" W负偏或双向偏转。系统的控制电路能根据上位机送! L2 V2 x6 K* Z7 i6 j( ~
来的工作参数随时产生--组放电触发脉冲系列，脉
/ R- L1 K! M! k: E: H冲数可变，正负峰任意选择，脉冲间隔随意调节。- j3 X) i( j, F+ }8 k! _- Q- z, n+ ^
在本文所介绍的电源控制系统中，采用了可编程逻
* L3 M' v) S9 N$ \; p( T2 Z: z辑器件(CPLD)和单片机相结合，用二片CPLD器
+ b$ H' c9 ^& t. }/ _件完成几十片中规模集成电路才能完成的任务，大: ?3 N& X% N! ^4 r7 H5 ?
大简化了系统结构，有效地突破了传统电子系统设! W7 y/ M. C/ b
计中的障碍，提高了系统的性能和可靠性。! E4 o9 e( \' q3 s! V& W0 z
CPLD是20世纪70年代在ASIC设计的基础* ?4 |) _/ A/ V( h- [& [
上发展起来的一种划时代器件，它将多个可编程逻- Z% r2 F* P6 y, ^) R- R
辑阵列(PAL)器件集成到-一个芯片，通过位于中心' X' u. O8 y6 O% _
的开关矩阵互连起来，具有很长的固定于芯片上的( {! r9 N) c& l) l0 q1 j# f
布线资源和类似PAL的结构。该器件可以通过软件
' G* L* l- Q4 a- Z: U, g编程而对其硬件的结构和工作方式方便快捷地进行- u. B) c+ K- _% E/ i7 E, K
重构"。单片机则具有性能价格比高、功能灵活、
. f1 V0 O( K5 \' O/ S3 x9 J8 p易于人机对话、良好的数据处理能力等特点。
0 n, c3 m8 X0 p$ E. [2 x1系统组成
5 V' z. w2 l% ?此控制系统包括AT89C51单片机、2片CPLD、- z) {6 X3 Q3 E/ I$ o6 [ C; [# @
EPROM存储器、DAC和ADC芯片、运算放大器、' g" i: g1 e( g: f. u5 x3 v
光耦以及RS232接口、看门狗等电路。系统的控制
8 [& D5 j9 C2 J( @# h+ K1 n和显示结构框图如图1所示。
& ]- w& m6 e L, A! s其中CPLD是整个系统信号处理与控制的核! J' [1 R8 V! ]1 Q
心，我们选择了Xilinx 公司的XC9500系列XC95108
3 m% Q% e' z4 m6 w A型。XC95108具有108 个宏单元，2400 个门，1082 t5 q! ^: H: r, l
个I/O 口，工作频率可达125MHz"1。它主要用于
: z+ w) ?5 C2 }% f$ B7 i/ j7 Z. m. `对各路信号锁存、传递和选通，对脉冲进行计数、: H4 {6 q. t4 U$ R+ T8 |
定时、分频等，产生放电和充电触发脉冲:同时计
4 a' Z* ]7 _2 J数器的溢出脉冲作为单片机的INT0中断，用于通, `3 j1 Y0 S1 f
知计算机发出下一个脉冲所对应的工作参数。外同
; y+ _1 ]! r' G9 c; [# l z' Z( p+ h% q) `- ^( O7 C u, S q# H
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发表于 2020-2-4 14:37
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