一種基于DSP的直流電源供電系統的設計

摘要：為了提高系統電源供電的可靠性和智能化，提出了一種以TI高性能數字信號處理器TMS320F2812為控制器且基于CAN總線的直流電源供電系統的設計方法。同時詳細討論了基于CAN總線的系統軟件流程設計和調試方法。
關鍵詞：DSP；直流電源；CAN總線；參數采集

O 引言
電源在系統中可靠、安全的運行離不開對它的實時臨測和控制。為了提高系統供電電源的可靠性，本文以集成有eCAN模塊和ADC采集模塊
的TMS320F2812數字信號處理器作為核心控制器，提出一種直流電源供電系統的設計方法。該系統可通過對系統電壓、電流參數的實時監控和
對過流、欠壓保護的快速響應來實現系統直流供電的智能化。

1 系統總體設計
實際系統通常有多路負載，為研究方便，在此以單路來進行討論。其系統組成如圖1所示。其中電源管理器是該供電系統的控制核心，包括DSP處理器、CAN接口、電流及電壓檢測電路等。系統上電后，即可對蓄電池的電壓和電流進行不間斷監控?；旌铣潆娖骺山邮苤绷骰蚪涣鞴╇娸斎?，其中：直流來自車輛發電機組，當電源管理器檢測到車輛發電機的轉速信號高于某一設定值時，即接通繼電器l實現直流供電，反之則斷開；交流供電來自市電220 V，當電源管理器檢測到市電接入時，將斷開繼電器1以實現交流優先供電。繼電器2作為系統中的控制元件，可在電流傳感器檢測到系統過流時馬上斷開。上位機與電源管理器之間可通過CAN進行通信。系統上電后，可由電源管理器向上位機發送電壓、電流信號的采集信息，同時，電源管理器可接收來自上位機的指令信息。

2 硬件實現
本直流電源供電系統的電源管理器采用TMS320F2812為處理器，該芯片是美國TI公司2000系列的32位低功耗定點DSP，主頻高達150MHz，具有強大的數據處理能力和快速的中斷響應能力。TMS320F2812片內有128Kxl6位Flash和18Kxl6位高速RAM。片上還集成了豐富的外設資源，其中包括SPI、SCI、eCAN和MeBSP等串口外圍設備，以及16通道的12位模數轉換器(ADC)和56個獨立的可編程、多用途的通用輸入輸出接口(GPIO)等。本文用到的資源有eCAN、ADC、CAP和GPIO。

本系統的硬件功能結構如圖2所示。圖中，蓄電池電壓經電壓檢測電路采集后，便可進入ADC的CHO通道，蓄電池的電流信號經電流傳感器和信號調理電路后即可進入ADC的CHl通道；發動機轉速信號由DSP的外設模塊事件管理器(EV)捕獲單元CAP以實現采集；DSP內嵌的eCAN控制器則可通過CAN收發器后與上位機相連，從而實現系統的通信控制；另有3路GPIO口分別用于實現AC220V接入檢測及繼電器1、繼電器2的通斷控制；其它電路還包括電源、復位電路和JTAG。下面詳細討論該系統的參數采集設計和CAN接口設計。