一种基于DSP的直流电源供电系统的设计

摘要：为了提高系统电源供电的可靠性和智能化，提出了一种以TI高性能数字信号处理器TMS320F2812为控制器且基于CAN总线的直流电源供电系统的设计方法。同时详细讨论了基于CAN总线的系统软件流程设计和调试方法。
关键词：DSP；直流电源；CAN总线；参数采集

O 引言
电源在系统中可靠、安全的运行离不开对它的实时临测和控制。为了提高系统供电电源的可靠性，本文以集成有eCAN模块和ADC采集模块
的TMS320F2812数字信号处理器作为核心控制器，提出一种直流电源供电系统的设计方法。该系统可通过对系统电压、电流参数的实时监控和
对过流、欠压保护的快速响应来实现系统直流供电的智能化。

1 系统总体设计
实际系统通常有多路负载，为研究方便，在此以单路来进行讨论。其系统组成如图1所示。其中电源管理器是该供电系统的控制核心，包括DSP处理器、CAN接口、电流及电压检测电路等。系统上电后，即可对蓄电池的电压和电流进行不间断监控。混合充电器可接受直流或交流供电输入，其中：直流来自车辆发电机组，当电源管理器检测到车辆发电机的转速信号高于某一设定值时，即接通继电器l实现直流供电，反之则断开；交流供电来自市电220 V，当电源管理器检测到市电接入时，将断开继电器1以实现交流优先供电。继电器2作为系统中的控制元件，可在电流传感器检测到系统过流时马上断开。上位机与电源管理器之间可通过CAN进行通信。系统上电后，可由电源管理器向上位机发送电压、电流信号的采集信息，同时，电源管理器可接收来自上位机的指令信息。

2 硬件实现
本直流电源供电系统的电源管理器采用TMS320F2812为处理器，该芯片是美国TI公司2000系列的32位低功耗定点DSP，主频高达150MHz，具有强大的数据处理能力和快速的中断响应能力。TMS320F2812片内有128Kxl6位Flash和18Kxl6位高速RAM。片上还集成了丰富的外设资源，其中包括SPI、SCI、eCAN和MeBSP等串口外围设备，以及16通道的12位模数转换器(ADC)和56个独立的可编程、多用途的通用输入输出接口(GPIO)等。本文用到的资源有eCAN、ADC、CAP和GPIO。

本系统的硬件功能结构如图2所示。图中，蓄电池电压经电压检测电路采集后，便可进入ADC的CHO通道，蓄电池的电流信号经电流传感器和信号调理电路后即可进入ADC的CHl通道；发动机转速信号由DSP的外设模块事件管理器(EV)捕获单元CAP以实现采集；DSP内嵌的eCAN控制器则可通过CAN收发器后与上位机相连，从而实现系统的通信控制；另有3路GPIO口分别用于实现AC220V接入检测及继电器1、继电器2的通断控制；其它电路还包括电源、复位电路和JTAG。下面详细讨论该系统的参数采集设计和CAN接口设计。