基于FPGA和DSP的激光器電源控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、在激光器發(fā)展初期，激光器電源控制系統(tǒng)都是通過(guò)單純的模擬電路實(shí)現(xiàn)的，雖然控制精度也能夠達(dá)到比較高的層次，但是仍然很難匹配工業(yè)應(yīng)用中對(duì)電路精度極高和自動(dòng)化控制精準(zhǔn)的要求。半導(dǎo)體技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展為激光器電源帶來(lái)了新的發(fā)展趨勢(shì)：數(shù)字化、模塊化和智能化。單片機(jī)、DSP、FPGA等微控制器的引入使得許多設(shè)想變成了可能，本文將微控制器引入到激光器電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)激光器電源的設(shè)計(jì)創(chuàng)新進(jìn)行了有益的探索。
　　 在傳統(tǒng)的基于DSP

2、的激光器電源控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，針對(duì)產(chǎn)品的性能和實(shí)際需要，本文提出了一種新型數(shù)字化的電源控制系統(tǒng)，即基于FPGA+DSP的協(xié)同控制平臺(tái)?？刂菩酒謩e采用TI公司的DSP(TMS320C2812)和Xilinx公司的FPGA(XC3S50AN)，兩個(gè)芯片通過(guò)總線方式與附屬電路構(gòu)成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。其中DSP為主處理器，F(xiàn)PGA為協(xié)處理器。通過(guò)DSP對(duì)FPGA的配置，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源系統(tǒng)控制參數(shù)的采集和監(jiān)控、多路步進(jìn)電機(jī)信號(hào)給定、Q驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成

3、等功能，雙核的協(xié)同操作為設(shè)計(jì)高智能型的激光器電源系統(tǒng)提供了可能。
　　 本文首先就整機(jī)控制方案做出討論，確定了一種控制算法簡(jiǎn)單，控制精度高并且易于工程實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案，為整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了基本思路。之后對(duì)系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行介紹，包括LD驅(qū)動(dòng)電路、溫度控制電路、DSP最小系統(tǒng)、FPGA最小系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)與各種保護(hù)電路、顯示電路以及其他外設(shè)電路等。最后介紹了溫度控制算法的程序流程，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)邏輯、FPS驅(qū)動(dòng)邏輯、信號(hào)采集等F