一种基于DSP和CPLD的通用型模糊控制器的设计和应用_图文(精)

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，FuzzyTECHDesig n of a Uni versal Fuzzy Con troller Ba

2、sed on DSP and CPLDWan Huaq ing. Pan Yan（719 Institute of CSIC，Wuhan 430064, ChinaAbstract : This paper in troduces an uni versal fuzzy con troller with DSPTMS320C32 as its central processor and CPLD A54SX32/08 as its coprocessor. Itpresents the controller s schematic diagram and the design method o

3、f control programutilizing C Ianguage, assemble Ianguage VHDL and FuzzyTECH tools . Key words: DSP; CPLD;VHDL; FuzzyTECH; Fuzzy con troller1 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

4、，具有可编程性和实现方案容易改动的特点。在完成国家“9 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 1 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表 1A54SX32/08 接口关系表50 船电技

5、术 2005 年第 1 期D6P1NS320C32LMISCFWAMSX32/0吕运工壬工工岁Km耳口Z一爲esscaADIHVJ111；4 : M A.嘟：D ir:-.*itAJ1 iI.1揣UHl除I1f 1 1-JUUaLjEH * IniLawiFf*耐 11巧科 屮分 l iyt a-,l*f.M! ：v-Cl Kt Cnw (J iih |.|. Hi hMi B4-PANl或Kflnt, * s tiiILJInrteb pJ - f* AI H J ill.AI EVr/fl Hr fi i| L u* uu&n.EJi1 4 Ai-r h町* Hfk IQ HOf綁

6、N d If MP* H U p * IfJ J -( (af| f- r- p Ml fl fl l! fci *| -te DBP Wfl|: f H丨! -“i|“45 讣 懈 仃ehmi? nc/.f-Kiri-LII pvmHia IwTiVMiVDU wnrsiHH avH -r | tirHvrr jf wmij.P.亍岸直.闿.章鼻|缸y t j1 跑.p 1叩 .*i Y 11!4A 1A1IIHL-1 f ri ipiiiBh丄 J El jl.iti Aiirf H-jflIF *cw *4 *i草儿41事nMMd.LJCHJiIlliI|J|pik|i* i H *铁*

7、_VriM同ll ,L L f- ” 4lPi. W 4 JMte I Wbp.1 E!. 上沁M1W. I -1B审斗鲁!咕彎1碎 XNF iFrilliM.VJE. &lJl业崔H%H叱Rta A.IH BJI.II ! riSlLIhflIA 4 MWw B4內Ulf L S li.Ikd 111 sir i1B* HnunIJ IUW.t ntNsiii ir- dril和1血帥nHU UC | I週HU.iH B TOn flfft Llrl4 SPA - VI AULIA耳接口名称 作 用 address_bus DSP 地址线，用于寻址读数据 data_bus DSP 数

8、据线，用于传送数据elk 时钟信号 wr_rd DSP 读写信号 into DSP 中断 0 inti DSP 中断 1 scanrow 键 盘列线 seanline 键盘行线 reset 复位信号in put 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 ad int1 AD 中断 1 adi nt2 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 显示八段码

9、 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 “9 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 Manu al,l nform Software Corp,2000.11.3 张雄伟,曹铁勇编著