基于TMS320F240 DSP的激励器控制系统设计与实现

1 引言
激励器是为发射机提供高精度、高稳定载波的器件。目前许多激励器的控制系统因其核心器件(如MCS-51)速度和精度的限制，存在频率同步精度低，校频速度慢等问题。DSP可实现复杂控制规律、抗干扰能力强、性价比高，是实现控制激励器输出精密载波的理想选择。这里介绍以DSP器件TMS320F240为核心的激励器控制系统设计与实现。

2 控制系统原理
该激励器内5 MHz压控晶振的输出不能满足频差小于每天0．01 Hz的实际稳定性需求，因此需用标准的频率信号(简称标频)校正其晶振输出的频率(简称校频)。要提高输出频率精度，首先要处理好标频，达到其频率准确度高、抖动小、信号输出稳定、且满足幅度要求。
图l为激励器模型。该控制系统插在鉴相电路板与5 MHz压控晶振(VCX0)间，与二者组成锁相环路。锁相环路以彩色电视副载波信号(4．43 MHz)为标频，定时校对压控晶振的频率。鉴相电路输出包含晶振频差的电压Vp。校频过程中控制系统对Vp进行数据采集和数据处理，并使输出控制电压Vc加到压控晶振的电压控制端，调整各自振荡频率，使其与标频源的准确度一致。校频完成后，系统保持校频处理后的控制电压，压控晶振输出校准后的频率。

3 控制系统设计
3．1 硬件电路设计
该控制系统的硬件电路主要由TMS320F240、复位电路、12位A／D转换器与D／A转换器接口电路、键盘与LED显示接口电路、鉴相与输出的状态检测指示、微型打印机并行接口以及系统与PC机通信的串行接口等组成。其结构如图2所示。

3．1．1 TMS320F240简介
根据该系统指标和任务要求，以及系统的性能和成本，TMS320F240采用高性能的DSP内核和微处理器的片内外围设备完全满足该控制系统设计。TMS320F240是传统的微控制单元(MCU)和昂贵多片设计的一种廉价替代产品，每秒2千万条指令的处理速度，以及丰富的硬件接口资源，使其提供远远超过传统的16位微控制器和微处理器的性能。
3．1．2 MD转换接口设计
根据该系统的实际功能需求，考虑到MD转换器的性价比因素，选用MAXIM公司的MAX1296。A／D转换器的接口设计中应注意以下关键问题：
(1)MAX1296输出端与DSP的连接 A/D转换器分为内部含有和不含输出锁存器两种类型，后者通过锁存器或I／O接口与CPU相连；而前者则直接与CPU相连，本系统采用内部含有输出锁存器的MAX1296。图3为其接口电路。