電源設計

DSP芯片由于采用兩種不同的電壓，內核1.8 V電壓和IO口3.3 V電壓，所以對DSP系統(tǒng)供電時一般都采取雙電源，本設計方案中采用TI公司專門為DSP配套的電源芯片TPS767 D301來提供電源，這款芯片屬于線性DC/DC變換芯片，給TPS767 D301提供5 V的直流電源就可以產(chǎn)生滿足F2812的3.3 V和1.8 V的電壓，直接給DSP提供電源，此外這個電源芯片的最大輸出電流可以達到1 A，可以同時給DSP芯片和少量的外圍電路供電。

時鐘和復位電路

DSP2812芯片的時鐘有兩種引腳連接方式，一種是利用其內部所提供的晶振電路，在其X1/XCLKIN和X2引腳之間連接一晶體來啟動內部振蕩器;另一種是直接將外部的時鐘源直接輸入X1/XCLKIN引腳上，X2引腳懸空，本設計中采用的為第一種方法，如圖1所示。

DSP2812芯片具有鎖相環(huán)時鐘模塊(PLL)，可以輸入時鐘進行倍頻，所以采用30 MHz的外接晶振，經(jīng)過鎖相環(huán)倍頻后，能夠實現(xiàn)系統(tǒng)的150 MHz要求。由于電源模塊TPS767D301芯片自身能夠產(chǎn)生復位信號，且此復位信號可以直接供DSP芯片使用，所以本設計中沒有設置專門的復位芯片。

轉換芯片工作原理及其與DSP接口設計

12SXZ轉換芯片由以下幾部分組成：參考變壓器、象限選擇開關、正余弦乘法器、功率放大器、輸出變壓器等五部分。數(shù)字全角量和參考信號輸入經(jīng)正、余弦乘法器之后，被轉換成代表角度的正余弦信號，再經(jīng)功率放大器放大后，具有了1.3VA的負載能力，再經(jīng)輸出變壓器隔離、升壓后，變成自整角機/旋轉變壓器形式的三線、四線模擬信號輸出。

其中等式左邊為輸出電壓，θ為輸入數(shù)字角，K為比例系數(shù)，URH-RL是參考電壓。轉換器的工作原理框圖如圖2所示。

模擬器的核心是DSP 2812，通過軟件控制能產(chǎn)生所需要的航姿信號，并且系統(tǒng)帶有自檢功能，在系統(tǒng)設計中，DSP控制I/O口直接對12SXZ進行操作，產(chǎn)生模擬信號。上面我們知道DSP有兩種電壓，I/O口的電壓為3.3 V，我們所用到的轉換芯片為TTL電平5 V電壓，考慮到DSP產(chǎn)生信號的驅動能力，首先需要電平轉換，把DSP端口輸出的3.3 V電平轉變?yōu)? V。采用的電平轉換芯片為SN74ALVC164245($0.8750)，此芯片是16路雙向的電平轉換芯片，由引腳DIR控制其轉換方向。轉換芯片SXZ為12位數(shù)度的轉換器，用DSP的數(shù)據(jù)口D0～D11與電平轉換芯片中的12路相連，轉換后的12位電平再與SXZ的12位數(shù)字量輸入端相連，DSP與12SXZ轉換器接口電路如圖3所示

文中介紹了基于DSP技術的航姿信號模擬器的硬件設計電路，該方法克服了傳統(tǒng)模擬技術的結構復雜、精度低、可靠性差等缺點。通過軟件編程能夠實現(xiàn)航向姿態(tài)信號，通過對本模擬器的開發(fā)、調試到應用，使得模擬器具有低功耗低、體積小等優(yōu)點，便于現(xiàn)場調試，可以在多種環(huán)境下使用，能夠在排除飛機故障及維護飛機安全及提高飛行質量等方面會有重大改善。

設計選用的核心控制芯片是TMS320F2812($18.5250)，但是必須提供基本的外圍電路才能發(fā)揮核心控制電路的作用。一個典型的DSP最小系統(tǒng)應該包括 DSP芯片、還有為DSP芯片提供合適電源的電源電路、觸發(fā)DSP初始化的復位電路、時鐘電路及用于在線仿真和下載的JTAG接口電路。另外由于考慮到需 要跟上位機進行通信，完成數(shù)據(jù)和控制信號的傳送，在此基礎上添加了串口通信電路。DSP的基本系統(tǒng)框圖如圖2所示，外擴RAM是用來放置大量的信號數(shù)據(jù)， 而外擴FLASH是用來存放控制程序。