TMS320LF2407在天然气发动机控制中的应用

摘 要：本文介绍了TI（美国德州仪器）公司推出的一种面向数字控制系统开发的新型可编程DSP芯片TMS320LF2407的主要特点，及其在天然气发动机控制系统中的应用。该控制系统硬件电路简单，系统可靠，实时性高。

　　1 引言

　　近年来，数字信号处理器（DSP）芯片已经广泛用于自动控制、图像处理、通信技术、网络设备、仪器仪表
仪器仪表

　　广义的说仪器仪表也可具有自动控制、报警、信号传递和数据处理等功能，如气动调节仪、电动调节仪表，以及集散型仪表控制系统等也皆属器仪表。仪器仪表能改善、扩展或补充人的官能。如显微镜、望远镜、声级计、酸度计、高温计等，可以扩展人的视、听、尝、摸外部事物的官能；有些仪器仪表，如磁强计、射线计数计等，可感受和测量到人所不能感受到的物理量；还有些仪器仪表可以超过人的能力去记录、计算和计数，如高速照相机、计算机等。 [全文]

和家电等领域;DSP为数字信号处理提供了高效而可靠的硬件基础。目前，应用最广泛的DSP芯片是TI（德州仪器）公司的产品，TMS320C2000系列是该公司的适合于数字控制的一种DSP。这种系列DSP芯片具有完美的性能并集成了闪存、高速A/D转换器、高性能的CAN模块等，因此使用它可以降低开发难度，缩短产品开发时间，有效地降低开发成本，具有很高的性价比。TMS320LF2407芯片是TMS320C2000系列中最新的、集成度最高、性能最强的运动控制DSP芯片。

　　天然气作为动力能源是传统燃料的理想替代品。各种天然气发动机的专用电子控制系统不断地涌现，使天然气发动机的动力性、经济性、排放性等各项性能不断提高。天然气专用发动机通过良好的控制可以比同等的汽油机和柴油机具有更低的排放，并且动力性能有很大的提高，因此选用高性能的DSP芯片设计好天然气发动机控制系统是非常重要的。

　　2 TMS320LF2407芯片简介

　　DSP芯片是一种具有特殊结构的微处理器。该芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。

　　TMS320x24x系列数字信号处理器是TI（美国德州仪器）公司推出地一种面向数字马达控制、嵌入式控制系统和数字控制系统开发的新型可编程DSP芯片。TMS320LF240x是x24x系列DSP控制器中的新成员，是为了满足控制应用而设计的。LF240x的片内程序存储器
存储器

　　存储器是用来存储程序和数据的部件，有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。它根据控制器指定的位置存进和取出信息。 [全文]

为Flash EEPROM，包括LF2402、LF2406和LF2407三个型号。LF2407是x240x系列DSP控制器*能最强、片上设施最完备地一个型号，被广泛用于代码开发、系统仿真及实际系统中，其主要特点：

　　（1） 采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功耗;30MIPS的执行速度使得指令周期缩短到33ns（30MHz），从而提高了控制器的实时控制能力。

　　（2） 两个事件管理器模块EVA和EVB，每个包括：两个16位通用定时器;8个16位的脉宽调制（PWM）通道。适用于控制交流感应电机、无刷直流电机、步进电机和逆变器等。

　　（3） 10位A/D转换器最小转换时间为500ns，可选择由两个事件管理器来触发两个8通道输入A/D转换器或一个16位通道输入的A/D转换器。

　　3 TMS320LF2407芯片在天然气发动机控制系统中的应用

　　传统的控制系统是选用单片机
单片机

　　单片机是单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer）的简称，是一种将中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）采用超大规模集成电路技术集成到一块硅片上构成的微型计算机系统。 [全文]

来控制，一是其运行速度不高，达不到很好的实时控制，不能有效的起到在线检测控制的效果;二是单片机的集成度较低，片上不具备运动控制系统所需的专用外设，这就需要较多的元器件，增加了系统电路的复杂性，降低了系统的可靠性。然而选用TI（美国德州仪器）公司的x240x系列DSP芯片，片上集成了专用的运动控制外设电路，且其内部的DSP核可提供更高的运算速度、运算精度和处理大量数据运算的能力。DSP芯片能较好地满足系统的实时性要求，能够比较方便实现复杂的控制算法。