一种基于DSP和CPLD的通用型模糊控制器的设计和应用_图文

1、船电技术 2005年 第1期 47一种基于DSP 和CPLD 的通用型模糊控制器的设计和应用万华庆 潘艳(中国船舶重工集团七一九研究所，武汉 430064摘 要：介绍了以TI 公司的DSP 芯片TMS320C32为核心处理器，Actel 公司的CPLD 芯片A54SX32/08为协处理器的通用型模糊控制器。介绍了控制器硬件原理电路，以及采用C 语言、汇编语言、VHDL 和FuzzyTECH 工具设计控制程序的方法。关键词：模糊控制器，DSP ，CPLD ，VHDL ，FuzzyTECHDesign of a Universal Fuzzy Controller Based on DSP and

2、 CPLDWan Huaqing, Pan Yan(719 Institute of CSIC，Wuhan 430064, ChinaAbstract : This paper introduces an universal fuzzy controller with DSP TMS320C32 as its central processor and CPLD A54SX32/08 as its coprocessor. It presents the controllers schematic diagram and the design method of control program

3、 utilizing C language, assemble language，VHDL and FuzzyTECH tools . Key words: DSP; CPLD; VHDL; FuzzyTECH; Fuzzy controller1 引言DSP （数字信号处理）芯片，是一种特别适合于数字信号运算的微处理器，以DSP 为基础实施模糊控制方案，具有较高的性能价格比，在性能上已达到复杂的专用模糊逻辑控制器的水平，利用DSP 的高速运算能力，可以同时完成数据采集和对模糊信息进行分析的功能。CPLD （复杂可编程逻辑器件）是近年发展起来的可编程逻辑器件，具有可编程性和实现方案容易改动的特

4、点。在完成国家“95预研”课题的工作中，我们研制了以美国TI 公司的DSP 芯片TMS320C32为核心处理器，以Actel 公司的CPLD 芯片A54SX32/08为协处理器的通用型模糊控制器，实现对某些复杂过程参数的模糊控制。2 模糊控制器硬件设计2.1 硬件组成图模糊控制器硬件原理框图其中：a. 核心处理器和协处理器采用美国TI 公司的DSP 芯片TMS320C32为核心处理器，该芯片负责实时快速地实现各种模糊控制器的原理框图如图1所示。收稿日期：2004-08-17 50 船电技术 2005年 第1期表接口关系表接口名称 作 用 address_bus DSP 地址线，用于寻址读数据

5、data_bus DSP 数据线，用于传送数据clk 时钟信号 wr_rd DSP 读写信号 int0 DSP 中断0 int1 DSP 中断1 scanrow 键盘列线 scanline 键盘行线 reset 复位信号input 八路输入信号 output 八路输出信号 addata_bus AD 数据线 adcs AD 片选信号 clk80 AD 时钟信号 adwr AD 写信号 adrd AD 读信号 adint1 AD 中断1 adint2 AD 中断2 dadata_busDA 数据线 csa DA 通道选择信号a csb DA 通道选择信号bdawr DA 写信号 disp1 显示

6、八段码 disp2显示位码后，利用FuzzyTECH 中的代码生成器产生与DSP TMS320C32完全兼容的标准C 语言代码，并把所得到的子程序作为模块添加到模糊控制主程序中，在对模糊控制系统进行仿真调试的过程中，再根据控制器调节效果修改优化模糊系统的设计，直至达到满意的控制效果。模糊控制算法子程序主要包括模糊算法源程序、模糊算法头文件和FuzzyTECH C 语言运行库。4 结束语所研制的基于DSP 和CPLD 的模糊控制硬件平台采用了DSP 技术和大规模集成电路技术等新技术，具有多路输入、输出通道，其中软件设计采用模块化设计，移植性、扩展性强，只需通过简单开发、配置特定控制软件，即可应用于船用和陆用核电站、化工等复杂工业过程，具有广泛应用价值。该模糊控制器已应用于我所“95预研”课题蒸汽发生器水位模糊控制系统和主冷凝器真空凝水过冷度模糊控制系统，取得良好控制效果，并已通过专家评审鉴定。图4 输入处理流程图参考文献：1 北京闻亭科技发展有限责任公司译.TMS320第三代数字信号处理器用户指南.2 Fuzzy Tech 5.4 User Manual,Inform Software Corp,2000.11.3 张雄伟, 曹铁勇编著.DSP 芯片的原理与开发应用. 北京: 电子工业出版社, 2001.14 卢毅, 赖杰编著. VHDL与数字电路设计