1.引言
　　各種電源在現(xiàn)代用電設(shè)備中正得到越來越多的應(yīng)用，對(duì)精度的要求也越來越高，傳統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)在有些領(lǐng)域很大程度上已不能滿足人們的需求。DSP 軟件編程靈活，自由度大，實(shí)時(shí)運(yùn)算速度，數(shù)據(jù)處理能力高。本文以TMS320VC33 DSP為核心，設(shè)計(jì)一種處理速度和準(zhǔn)確度都較高的單相精密電源，以滿足人們的實(shí)際需要。
　　2．電源信號(hào)的生成及控制
　　電源信號(hào)分為電壓信號(hào)和電流信號(hào)兩個(gè)，都是正弦波信號(hào)。同一時(shí)刻具有相同的頻率，不一定有相同的相位和幅度。我們首先設(shè)計(jì)電壓正弦波信號(hào)的生成。
　　離散正弦波的生成是通過每一個(gè)離散周期取得對(duì)應(yīng)時(shí)刻改正弦波的幅值并輸出獲得的。第二種方法是讓函數(shù)y=sin（nT）把n從0到N-1的值都計(jì)算出來，在程序存儲(chǔ)器中建立一個(gè)表來存入這些數(shù)據(jù)。電流正弦波的生成原理和生成過程與電壓正弦波完全相同，只是因?yàn)橄辔辉蚨谕粫r(shí)刻取表的值不同而已。
　　TMS320C3X的事件管理器有兩個(gè)32位通用的定時(shí)器模塊。每個(gè)定時(shí)器有兩種操作方式和內(nèi)部和外部時(shí)鐘?？梢允褂枚〞r(shí)器模塊在指定的時(shí)間間隔向C3X或外部發(fā)信號(hào)或者記錄外部事件。它們可以作為獨(dú)立的時(shí)基工作，定時(shí)器中斷是一個(gè)內(nèi)部中斷。其用途包括控制系統(tǒng)中捕獲周期的發(fā)生；為正交編碼器電路脈沖電路和捕捉單元的操作提供時(shí)間基準(zhǔn)。為全比較單元和單比較單元及相關(guān)的PWM電路產(chǎn)生比較輸出等。每個(gè)通用定時(shí)器內(nèi)核心部分是32位計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍為0“4294967296個(gè)脈沖。計(jì)數(shù)脈沖可以由內(nèi)部時(shí)鐘經(jīng)過分頻產(chǎn)生，可由外部引腳提供時(shí)鐘。由于本產(chǎn)品的頻率是可調(diào)的，可以用定時(shí)器來在一定的時(shí)間在ROM中取出各個(gè)點(diǎn)的正弦波值，也可以用外接器件來改變頻率。在這里我們采用后一種方法。原理是用8253的兩個(gè)計(jì)數(shù)通道來改變頻率，方框圖如圖1所示：由MC14060產(chǎn)生180HZ的時(shí)鐘，經(jīng)過分頻后產(chǎn)生Nf的時(shí)鐘。由于要求的頻率要有精確到兩位小數(shù)，則8253的通道2的記數(shù)值設(shè)定為100。在本系統(tǒng)中我們?nèi)∶恐芷陔x散點(diǎn)N=720，但是系統(tǒng)要求的相角精度為0.0 ，所以將兩個(gè)離散點(diǎn)之間的取數(shù)間隔定為5個(gè)計(jì)數(shù)周期。設(shè)期望正弦波頻率為f ，由8253的通道1作為反饋來得到精確的頻率值。在通道1記數(shù)完成的時(shí)候向DSP發(fā)出一個(gè)中斷信號(hào)，收到中斷后，DSP發(fā)送數(shù)據(jù)到電壓和電流的A/D轉(zhuǎn)換器，完成一個(gè)離散點(diǎn)的值。當(dāng)通過鍵盤改變頻率時(shí)，只需要通過程序計(jì)算出一定的數(shù)值寫入8253的通道0的記數(shù)即可達(dá)到改變頻率的目的。
　　
　　圖1 頻率通道的方框圖
　　TMS320C33與其外圍芯片的接口。其指令可以對(duì)片內(nèi)I/O寄存器和外部I/O端口進(jìn)行訪問，使用地址線的4位來訪問I/O外圍芯片。I/O空間的地址分配可以借助于譯碼器件。74154是一個(gè)4到16位的譯碼器，由DSP的高地址作為輸入，DSP的I/O空間使能引腳控制譯碼器的使能引腳。其輸出作為DSP外圍芯片外圍引腳的使能端輸入。輸出與外圍芯片的片選相連，達(dá)到分配I/O空間的目的。
　　3. D/A轉(zhuǎn)換的硬件組成
　　用DSP生成并輸出的正弦波是離散的數(shù)字信號(hào)，要把它變成連續(xù)的模擬信號(hào)則需要經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換；要實(shí)現(xiàn)正弦電源信號(hào)的幅度可控，必須通過DSP改變D/A的參考電壓，參考電壓由DSP提供。本系統(tǒng)我們選用DAC083 D/A轉(zhuǎn)換器，由于DAC0832有兩個(gè)8位寄存器和一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器，而DSP輸出信號(hào)為16位。所以需要兩片DAC0832并聯(lián)。
　　電壓轉(zhuǎn)換包括電流D/A轉(zhuǎn)換的參考電壓D/A轉(zhuǎn)換與電壓D/A轉(zhuǎn)換的參考電壓D/A轉(zhuǎn)換，輸出電壓D/A轉(zhuǎn)換，電流D/A轉(zhuǎn)換的參考電壓D/A轉(zhuǎn)換與電壓D/A轉(zhuǎn)換的參考電壓D/A轉(zhuǎn)換基本相同，輸出電壓的D/A轉(zhuǎn)換和輸出電流的D/A轉(zhuǎn)換，他們的電路圖基本上是一致，只有寄存器的使能信號(hào)不相同。限于篇幅，在此只給出如圖3所示電源輸出的D/A轉(zhuǎn)換電路圖。DAC0832的數(shù)據(jù)線和DSP的數(shù)據(jù)限制接相連，當(dāng)譯碼器選中 時(shí)，政弦波電壓信號(hào)輸入電壓D/A轉(zhuǎn)換器的輸入寄存器，接著譯碼器選中 ，正弦波電流信號(hào)輸入電流D/A轉(zhuǎn)換器的輸入寄存器，然后譯碼器選中 ，電壓D/A轉(zhuǎn)換器和電流D/A轉(zhuǎn)換器的輸入寄存器同時(shí)把數(shù)據(jù)送入DAC寄存器，同時(shí)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。