cpld和单片机在脉冲磁铁开关电源中的应用

陈先生528

cpld和单片机在脉冲磁铁开关电源中的应用
: X( P# ?/ k( b8 a9 m张海燕.
. _/ `% M: D6 W7 z% H8 I+ f! ^/ Z董晓莉金正方赵涛蔡平
) j- D: g7 ]3 _0 [) Y- v(中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥 230029 )
: @3 k7 D- M% V2 d  F0 U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。
关键词可 编程逻辑期间，单片机，脉冲电源.
脉冲磁铁开关电源是同步辐射加速器中的重要
! ]9 v' S8 T1 i% M& I设备，用于将电子束流的部分束团向两个方向偏转
' @3 U- Y  c, Y$ Q士6°。它的脉冲工作模式要求灵活，可单向正偏、
: A$ a  S: D. B( Z; [& p1 `8 |负偏或双向偏转。系统的控制电路能根据上位机送
- a4 p  c6 Q' A+ T来的工作参数随时产生--组放电触发脉冲系列，脉
冲数可变，正负峰任意选择，脉冲间隔随意调节。
在本文所介绍的电源控制系统中，采用了可编程逻
辑器件(CPLD)和单片机相结合，用二片CPLD器
件完成几十片中规模集成电路才能完成的任务，大
大简化了系统结构，有效地突破了传统电子系统设
计中的障碍，提高了系统的性能和可靠性。
, D# Q, C. D$ ?0 m, ICPLD是20世纪70年代在ASIC设计的基础
上发展起来的一种划时代器件，它将多个可编程逻
. L; t' n5 y' b) s辑阵列(PAL)器件集成到-一个芯片，通过位于中心
6 n$ z: V' h  b! I的开关矩阵互连起来，具有很长的固定于芯片上的
" H; M- _$ ~( w1 K5 ]  {5 l布线资源和类似PAL的结构。该器件可以通过软件
编程而对其硬件的结构和工作方式方便快捷地进行
重构"。单片机则具有性能价格比高、功能灵活、
7 N/ {6 ^4 g0 P- n6 X易于人机对话、良好的数据处理能力等特点。
9 t% N% s, l, s& p6 D1 U1系统组成
1 c3 S% C0 o$ F& h, E$ L" A9 H/ L- ?此控制系统包括AT89C51单片机、2片CPLD、
EPROM存储器、DAC和ADC芯片、运算放大器、
光耦以及RS232接口、看门狗等电路。系统的控制
( v4 p0 z' z: ^  G( z: K7 h. l和显示结构框图如图1所示。
其中CPLD是整个系统信号处理与控制的核
8 H0 V6 p1 h& w+ H5 W( z( O- K心，我们选择了Xilinx 公司的XC9500系列XC95108
8 i1 ~. _4 H1 R$ g* H型。XC95108具有108 个宏单元，2400 个门，108
个I/O 口，工作频率可达125MHz"1。它主要用于
* d8 p8 O' X4 j1 ^对各路信号锁存、传递和选通，对脉冲进行计数、
% j! L3 O/ W5 k( U6 H6 b8 r定时、分频等，产生放电和充电触发脉冲:同时计
数器的溢出脉冲作为单片机的INT0中断，用于通
知计算机发出下一个脉冲所对应的工作参数。外同

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道法自然

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