电力电子装置控制系统的DSP设计方案

1.5 译码电路

GAL器件是在PAL器件基础上发展起来的逻辑器件。作为一种可电改写、可重复编程、可加密的新型可编程逻辑器件，它具有速度快、容量大、功耗低而且设计灵活的优点。本文采用GAL16V8D作为译码芯片，输入信号有DSP读使能、写使能、数据空间选通、程序空间选通、I／O空间选通和高5位地址线，通过逻辑组合后，输出A／D等外围器件的片选信号。

1.6 复位电路

2407aDSP有两种复位源，外部复位引脚复位和程序监视定时器(看门狗)复位．复位引脚(133)是一个I／O脚，正常状态通过上拉电阻接电源。当有内部复位事件发生时，该引脚被驱动为低电平输出方式，给系统中其他芯片提供复位信号；当有外部复位事件发生(手动复位、上电复位、欠电压复位等)时，该引脚为输入方式，同时将复位中断向量0000H加载到程序计数器PC中，使程序重新开始执行。TL7705A具有处理上电复位、欠电压检测复位、手动复位的功能．本文用它来实现外部复位信号管理功能，其复位信号输出引脚与DSP的复位引脚相连，电路如图5所示。

1.7 串行E2PROM

由于被烧写到片内程序Flash中的程序在运行时不能被改写，而实际工作状态中又要根据需要对一些参数进行设置，因此，为控制系统扩展了一块型号为X5043PI-2.7，存储容量为4K的串行E2PROM，与DSP的串行外设接口模块(SPI)连接实现参数设置、存储功能，如图6所示。

SPICLK为SPI单元的时钟信号输出引脚，为X5043PI-2.7提供时钟信号。SPISIMO为从动输入、主动输出引脚，与X5043 PI-2.7的从动输入引脚相连；SPISOMI为从动输出、主动输入引脚，与X5043 PI-2.7的从动输出引脚相连。SPISTE作为一般I／O口使用，为X5043PI-2.7提供片选信号。

2 外围硬件电路设计

2.1 信号调理与A／D转换

电力系统中的电压电流信号一般不能直接送到A／D器件的输入端供转换，而要先经PT、CT将电压电流降低，再经过互感器、信号调理等预处理后供A／D转换。图中反馈电阻R2和R3用来调节输出信号的大小。电容C2及可调电阻R1用来补偿互感器的固有相移。电容Cl和C5是400~l000pF的小电容，用来去耦和滤波。两个反接的二极管用来保护运算放大器。运算放大器视精度要求而定，常用精度和稳定性良好的OP07。运算放大器电源电压通常取±15V或±12V。运放LT084接成射极跟随的形式，起到阻抗匹配的作用。

A／D转换是控制系统中的必备重要环节，其转换精度决定了整个控制系统性能的优劣。虽然2407aDSP内置10位高速A／D模块，但该模块存在以下缺点；只能接收0~3.3V的单极性信号输入，对于交流信号需要另外设计限幅抬压电路；同一排序器内各通道串扰严重；10位的转换精度难以满足高性能系统的要求。本文选用Maxim公司的14位高速A／D芯片MAXl25作为外部模数转换器。其输入信号范围±5 V，通道最大承受过压可达±17V，简化了信号调理电路；单路转换时间3μs；拥有A、B两组信号输入端，每组四个输入通道，内置四路采样保持器。MAXl25可以和DSP并行工作，从而减轻了DSP的工作负担。MAXl25数据、地址线通过总线隔离驱动芯片74HC245与2407aDSP的数据线连接，片选信号由GAL提供，电路结构如图4所示。