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汽车内部噪声智能控制系统电路模块设计

出处:21ic 发布于:2019-01-30 14:05:35 | 794 次阅读

  噪声控制为实时控制,需要较大的计算量,普通的单片机难以实现。20世纪80年代,数字信号处理(DSP)芯片的问世为信号的实时控制开辟了广阔的发展空间。随着芯片技术的不断成熟和发展,DSP已成为现代智能控制器的核心部件。采用DSP芯片TMS320F2812设计了既可以脱机独立自主运行又可以通过USB接口在线仿真的智能控制器,并以该控制器为核心设计了汽车内部噪声主动智能控制系统。
   电源与复位电路:DSP系统对电源的性能(如纹波、上电顺序等)要求较高,因此在本设计选用了线性调压电路芯片TPS767D301。TPS767D301为双输出低漏电压调整器,其特点如下:每个电源输出都有单独的复位和输出使能控制;具有快速瞬态响应功能;电压输出3.3V/1.8V可调。


  采用TPS767D301构成的电源电路从外部稳压电源引入+5V电压,+5V电压经TPS767D301后输出电压为1.8V和3.3V。为减小电源本身对DSP的干扰,在电路中增加了滤波网络,如图所示。
  AD转换电路:TMS320F2812芯片上有一个12位、转换频率为25MHz的ADC,其前端为两个8选1的多路转换器和两路同时采样/保持器。在要求不很高时,完全可利用其构成同步顺序采样电路,或者增加外部采样保持器后构成同步采样。考虑到本系统对电量采集精度和速度的要求较高,采样模块中选用了外置的六通道 16位ADC ADS8364。该器件内部包括6个高速采样-保持放大器、6个高速ADC、一个考电压源及3个参考电压缓冲器,可以提供250KSPS的同步采样率,还可提供具有超低功耗(69mW/每通道)的所有6个输入通道的转换,样使得所有通道的单位成本均较低。6个通道的数据输出接口电压介于2.7~5.5V,便于与DSP直接接口,省去了中间的电平转换。6个完全独立的ADC可大大提高硬件整体的并行处理速度,在50kHz输入信号下仍可保证大于80dB的卓越共模抑制能力,特别适合用于高干扰环境。图4为ADS8364与TMS320F2812的接口电路。
  为了实现系统的控制功能,D/A 转换电路中选用四路12位电压输出型DAC TLV5614,它具有灵活的四线串行接口,可以与TMS320 SPI、QSPI和Microwire串行口实现无缝连接,TLV5614的编程控制由16位串行字组成,即两位DAC地址、两个独立的DAC控制位和 12位的DAC输入值。器件采用双电源供电:一组为串行接口使用的数字电源,即DVDD和DGND;另一组为输出缓冲器使用的模拟电源,即AVDD和 AGND。两组电源相互独立且可为2.7~5.5V之间的任何值。双电源应用的好处是DAC使用5V电源工作,而DAC的数字部分使用2.7~5.5V电源,可以和多种接口连接。


  在设计中,D/A电路采用了2.5V的参考电压,为了控制方便,在控制D/A时,使用TMS320F2812的GPIOB作为转换芯片控制线,电路如图5所示。


  外部SRAM、FLASH扩展电路:由于该控制系统需要存储大量的数据以备分析和利用,根据DSP与外部存储器之间的“零等待”原则,采用IS61LV6416-12T扩展F2812的外部存储器,IS61LV6416-12T为64K×16高速CMOS SRAM,3.3V供电,其与TMS320F2812的接口电路如图6所示。


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