基于CPCI总线的智能ADDA模块设计

1、    基于CPCI总线的智能AD，DA模块设计在工业控制领域，为了实现采集和控制功能，经常会使用到AD，DA模块。在实际使用中AD，DA模块和主机之间通信方式可以有很多选择。比如RS232，RS422，网络等接口方式。在该设计中AD，DA模块通过CPCI总线与主机通信，通过AD接口采集数据，经过伺服控制软件处理，输出模拟量驱动执行机构。从而实现一个闭环的控制。另外通过对DSP软件的修改，该模块还可以单独实现AD或者DA功能。该设计中AD，DA模块具备以下功能在工业控制领域，为了实现采集和控制功能，经常会使用到AD，DA模块。在实际使用中AD，DA模块和

2、主机之间通信方式可以有很多选择。比如RS 232，RS 422，网络等接口方式。在该设计中AD，DA模块通过CPCI总线与主机通信，通过AD接口采集数据，经过伺服控制软件处理，输出模拟量驱动执行机构。    从而实现一个闭环的控制。另外通过对DSP软件的修改，该模块还可以单独实现AD或者DA功能。    该设计中AD，DA模块具备以下功能：    (1)提供2路16位AD，输入信号范围±5 V，精度要求小于士16 LSB；    (2)提供2路16位DA，输出信号范

3、围±5 V，精度要求小于土8 LSB，受系统复位控制；    (3)使用TI公司DSP(TMS320VC33)作为板载处理器，该DSP主要实现管理AD和DA、运行控制算法、与主机通信功能，并受系统复位控制；    (4)DSP与主机采用双口RAM(IDT7133)实现数据交换功能。1 设计原理    如图1硬件结构框图所示，该模块采用TI公司高性能CPU器件TMS320VC33为核心。模块通过PCI9052芯片与CPCI总线连接，PCI9052的本地总线的信号连接到双口RAM的一端。双口RAM的

4、另一端通过电平缓冲器连接DSP。    DSP核心电路包括DSP芯片TMS320VC33、数据RAM CY7C1041VC33、程序FLASH芯片SST39VF800A组成；DSP的地址、数据、控制总线通过电平缓冲器件连接双口RAM、AD芯片、DA芯片、CPLD。DSP通过双口RAM芯片与主控计算机进行数据交换；AD芯片的初始化以及读写操作也由DSP负责完成；DSP控制DA芯片输出模拟信号；CPLD内部主要实现组合逻辑功能，将DSP输入的控制信号译码，然后输出给双口RAM以及AD，DA等功能芯片使用。    双口RAM芯片是实现智能板

5、的重要组成，由于DSP与主控计算机的地址空间资源是分别进行独立分配的，无法直接进行互相访问，在两者之间需要一个数据缓冲，双口RAM的特点使其可以满足这个要求。2 实现方法21 主要原器件选择    在该设计中采用成熟技术，选用常用、可靠的控制芯片，结合一些常用的外围电路和专用电路实现全部的功能。即选择PC19052作为接口芯片，利用该芯片实现PCI总线从接口逻辑。    选择TMS320VC33作为板载处理芯片，该芯片是TI公司推出的专门用于实现浮点运算的高性能DSP，数据处理能力强，并且包含丰富的外围电路扩展接口。 

6、60;  为了实现模块上的电平转换功能，选择应用比较广泛SN74ALVC164245DL作为电平转换缓冲芯片。22 PCI9052与双口RAM硬件接口实现    如图3所示PCI9052与双口RAM连接的本地总线信号包括地址、数据、控制信号3个部分。地址总线宽度为12位，数据总线宽度为16位，因此寻址空间为2 KB的16 b地址空间。控制信号包括读写控制信号和外设准备完成信号，当双口RAM将外设准备完成信号拉低后，主机就可以通过输出读写控制信号对双口RAM进行读写的操作。23 DSP设计核心电路设计    DSP是整个设计核心，DSP核心电路由DSP芯片、FLASH和RAM三个部分组成。DSP通过双口RAM与处理计算机交换数据。    如图3所示，DSP核心电路设计如下所述。DSP的电源包括核心工作电压18 V与IO电压33 V两种，分别由板上电源模块提供。时钟信号由外接晶振提供。复位信号由CPLD提供，由于DSP的IO电压为33 V，在与IO电平标准为+5 V的信号连接时需要进行335 V之间的电平转换