汽車內部噪聲智能控制系統電路模塊設計

　　噪聲控制為實時控制，需要較大的計算量，普通的單片機難以實現。20世紀80年代，數字信號處理（DSP）芯片的問世為信號的實時控制開辟了廣闊的發展空間。隨著芯片技術的不斷成熟和發展，DSP已成為現代智能控制器的核心部件。采用DSP芯片TMS320F2812設計了既可以脫機獨立自主運行又可以通過USB接口在線仿真的智能控制器，并以該控制器為核心設計了汽車內部噪聲主動智能控制系統。

　　電源與復位電路：DSP系統對電源的性能（如紋波、上電順序等）要求較高，因此在本設計選用了線性調壓電路芯片TPS767D301。TPS767D301為雙輸出低漏電壓調整器，其特點如下：每個電源輸出都有單獨的復位和輸出使能控制；具有快速瞬態響應功能；電壓輸出3.3V/1.8V可調。

　　采用TPS767D301構成的電源電路從外部穩壓電源引入+5V電壓，+5V電壓經TPS767D301后輸出電壓為1.8V和3.3V。為減小電源本身對DSP的干擾，在電路中增加了濾波網絡，如圖所示。

　　AD轉換電路：TMS320F2812芯片上有一個12位、轉換頻率為25MHz的ADC，其前端為兩個8選1的多路轉換器和兩路同時采樣/保持器。在要求不很高時，完全可利用其構成同步順序采樣電路，或者增加外部采樣保持器后構成同步采樣。考慮到本系統對電量采集精度和速度的要求較高，采樣模塊中選用了外置的六通道 16位ADC ADS8364。該器件內部包括6個高速采樣-保持放大器、6個高速ADC、一個考電壓源及3個參考電壓緩沖器，可以提供250KSPS的同步采樣率，還可提供具有超低功耗（69mW/每通道）的所有6個輸入通道的轉換，樣使得所有通道的單位成本均較低。6個通道的數據輸出接口電壓介于2.7～5.5V，便于與DSP直接接口，省去了中間的電平轉換。6個完全獨立的ADC可大大提高硬件整體的并行處理速度，在50kHz輸入信號下仍可保證大于80dB的卓越共模抑制能力，特別適合用于高干擾環境。圖4為ADS8364與TMS320F2812的接口電路。

　　為了實現系統的控制功能，D/A 轉換電路中選用四路12位電壓輸出型DAC TLV5614，它具有靈活的四線串行接口，可以與TMS320 SPI、QSPI和Microwire串行口實現無縫連接，TLV5614的編程控制由16位串行字組成，即兩位DAC地址、兩個獨立的DAC控制位和 12位的DAC輸入值。器件采用雙電源供電：一組為串行接口使用的數字電源，即DVDD和DGND；另一組為輸出緩沖器使用的模擬電源，即AVDD和 AGND。兩組電源相互獨立且可為2.7～5.5V之間的任何值。雙電源應用的好處是DAC使用5V電源工作，而DAC的數字部分使用2.7～5.5V電源，可以和多種接口連接。

　　在設計中，D/A電路采用了2.5V的參考電壓，為了控制方便，在控制D/A時，使用TMS320F2812的GPIOB作為轉換芯片控制線，電路如圖5所示。

　　外部SRAM、FLASH擴展電路：由于該控制系統需要存儲大量的數據以備分析和利用，根據DSP與外部存儲器之間的“零等待”原則，采用IS61LV6416-12T擴展F2812的外部存儲器，IS61LV6416-12T為64K×16高速CMOS SRAM，3.3V供電，其與TMS320F2812的接口電路如圖6所示。

　　圖6 外部存儲器擴展電路