TMS320C5402 DSP在嵌入式測控系統中的應用
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盡管從一般意義上講， 基于MCU（單片機）與DSP（數字信號處理器）這兩類器件的系統都有各自的用途，但現在很多新興的嵌入式應用，尤其是那些大型的復雜系統，在系統內同時實現信號與控制兩種處理，它們既需要DSP的功能又需要MCU的功能。筆者正是基于這種嘗試，在PID溫度控制系統中，將DSP 應用到MCU的應用場合，取得了較好的控制效果。隨著DSP（數字信號處理器）制造技術的發展，其成本已經下降到較低水平;而DSP的處理速度可滿足控制的實時性需求。本設計中選用了性價比高、運算能力強、實時性好的TMS320C5402 DSP來實現PID溫度控制算法。C5402DSP相對于單片機的主要優勢在于：首先，C5402DSP采用的是哈佛結構，有多組總線分別連接到程序存儲空間和數據存儲空間結構，片內有三組16bit數據總線CB、DB、EB和一組程序總線PB以及對應的4組地址線CBA、DBA、EBA、PBA;其次，具有硬件乘加器，包括一個17＊17bit乘法器和一個40bit專用加法器，可以在單周期內完成乘、加運算各一次，運算能力很強;還有，采用了流水線技術，指令具有6級流水線，相對于單片機而言，速度大大提高;另外，還具有串行口和并行口等外設，可滿足控制的輸入輸出要求。
2 系統硬件結構與工作原理
系統的硬件結構如圖1所示。本設計主要分為溫度采集和PID控制兩部分。DSP檢查所得溫度是否超過上下限值，若超過則報警并轉入相應處理;否則根據所要求的標準溫度值計算采集溫度與標準值的偏差e（n），轉入PID算法程序進行處理，得到輸出控制信號y（n），通過y（n）來控制加熱/降溫裝置進行工作，達到控溫的效果。
圖1 系統結構原理框圖
3 軟件設計
本設計主要包括主程序、溫度采集子程序、上下限溫度值查詢子程序、PID子程序等。其中，溫度采集子程序和PID子程序是核心，本文將著重介紹。
3.1 溫度采集程序
DSP芯片通過串口0與單總線溫度傳感器DS18B20的數據線相連，對現場溫度進行采集，DSP芯片TMS320C5402通過串口0讀出采集到的溫度并對它進行濾波處理;通過串口1寫中斷，調用顯示程序進行溫度顯示。為便于讀者參考，下面給出DS18B20的DSP溫度讀寫程序。
?。?）DSP寫數據子程序
TX0 STM #PCR0,SPSA0
STM #0011001000000010B,McBSP0
RPT #100
NOP
STM #PCR0,SPSA0
STM #0011001000000000B,McBSP0
RPT #1500
NOP
STM #PCR0,SPSA0
STM #0011001000000010B,McBSP0
RET
?。?）DSP讀數據子程序
RX STM #PCR0,SPSA0
STM #0011001000000010B,McBSP0
RPT #120
NOP
STM #PCR0,SPSA0
STM #0011001000000000B,McBSP0
RPT #120
STM #PCR0,SPSA0
STM #0011001000000010B,McBSP0
RPT #120
NOP
LD #04H,A
STL A,TMP
PORTW TMP,7H
STM #PCR0,SPSA0
LD McBSP0,A
AND #0001H,A
BC RX1, ANEQ
RSBX C
B RX2
RX1 SSBX C
RX2 ROR B
LD #02H,A
STL A,TMP
PORTW TMP,7H
RET
3.2 PID算法在DSP上的實現
linux操作系統文章專題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）
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