一种基于DSP和CPLD的通用型模糊控制器的设计和应用 - 图文（精）

船电技术 2005年 第1期 47

一种基于DSP 和CPLD 的通用型模糊 控制器的设计和应用 万华庆 潘艳

(中国船舶重工集团七一九研究所，武汉 430064

摘 要：介绍了以TI 公司的DSP 芯片TMS320C32为核心处理器，Actel 公司的CPLD 芯片A54SX32/08为协处理器的通用型模糊控制器。介绍了控制器硬件原理电路，以及采用C 语言、汇编语言、VHDL 和FuzzyTECH 工具设计控制程序的方法。

关键词：模糊控制器，DSP ，CPLD ，VHDL ，FuzzyTECH Design of a Universal Fuzzy Controller Based on DSP and CPLD Wan Huaqing, Pan Yan

(719 Institute of CSIC，Wuhan 430064, China

Abstract : This paper introduces an universal fuzzy controller with DSP TMS320C32 as its central processor and CPLD A54SX32/08 as its coprocessor. It presents the controller’s schematic diagram and the design method of control program utilizing C language, assemble language，VHDL and FuzzyTECH tools . Key words: DSP; CPLD; VHDL; FuzzyTECH; Fuzzy controller

1 引言

DSP （数字信号处理）芯片，是一种特别适合于数字信号运算的微处理器，以DSP 为基础实施模糊控制方案，具有较高的性能价格比，在性能上已达到复杂的专用模糊逻辑控制器的水平，利用DSP 的高速运算能力，可以同时完成数据采

集和对模糊信息进行分析的功能。CPLD （复杂可编程逻辑器件）是近年发展起来的可编程逻辑器件，具有可编程性和实现方案容易改动的特点。在完成国家“95预研”课题的工作中，我们研制了以美国TI 公司的DSP 芯片TMS320C32为核心处理器，以Actel 公司的CPLD 芯片A54SX32/08为协处理器的通用型模糊控制器，实现对某些复杂过程参数的模糊控制。

2 模糊控制器硬件设计 2.1 硬件组成

图１ 模糊控制器硬件原理框图 其中：

a. 核心处理器和协处理器

采用美国TI 公司的DSP 芯片TMS320C32为核心处理器，该芯片负责实时快速地实现各种

模糊控制器的原理框图如图1所示。 收稿日期：2004-08-17

50 船电技术 2005年 第1期

表１ Ａ５４ＳＸ３２／０８接口关系表

接口名称 作 用 address_bus DSP 地址线，用于寻址读数据 data_bus DSP 数据线，用于传送数据

clk 时钟信号 wr_rd DSP 读写信号 int0 DSP 中断0 int1 DSP 中断1 scanrow 键盘列线 scanline 键盘行线 reset 复位信号

input 八路输入信号 output 八路输出信号 addata_bus AD 数据线 adcs AD 片选信号 clk80 AD 时钟信号 adwr AD 写信号 adrd AD 读信号 adint1 AD 中断1 adint2 AD 中断2 dadata_bus

DA 数据线 csa DA 通道选择信号a csb DA 通道选择信号b dawr DA 写信号 disp1 显示八段码 disp2 显示位码

后，利用FuzzyTECH 中的代码生成器产生与DSP TMS320C32完全兼容的标准C 语言代码，并把所得到的子程序作为模块添加到模糊控制主程序中，在对模糊控制系统进行仿真调试的过程中，再根据控制器调节效果修改优化模糊系统的设计，直至达到满意的控制效果。

模糊控制算法子程序主要包括模糊算法源程序、模糊算法头文件和FuzzyTECH C 语言运行库。

4 结束语

所研制的基于DSP 和CPLD 的模糊控制硬件 平台采用了DSP 技术和大规模集成电路技术等 新技术，具有多路输入、输出通道，其中软件设

计采用模块化设计，移植性、扩展性强，只需通过简单开发、配置特定控制软件，即可应用于船用和陆用核电站、化工等复杂工业过程，具有广泛应用价值。该