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)都是通過單純的模擬電路實現(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)用中對電路精度極高和自動化控制精準(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了新的發(fā)展趨勢：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)計過程中，對激光器電源的設(shè)計創(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，針對產(chǎn)品的性能和實際需要，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。控制芯片分別采用TI公司的DSP(TMS320C2812)和Xilinx公司的FPGA(XC3S50AN)，兩個芯片通過總線方式與附屬電路構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)。其中DSP為主處理器，F(xiàn)PGA為協(xié)處理器。通過DSP對FPGA的配置，實現(xiàn)對電源系統(tǒng)控制參數(shù)的采集和監(jiān)控、多路步進(jìn)電機(jī)信號給定、Q驅(qū)動信號生成

3、等功能，雙核的協(xié)同操作為設(shè)計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單，控制精度高并且易于工程實現(xiàn)的設(shè)計方案，為整個系統(tǒng)的設(shè)計提供了基本思路。之后對系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行介紹，包括LD驅(qū)動電路、溫度控制電路、DSP最小系統(tǒng)、FPGA最小系統(tǒng)、驅(qū)動與各種保護(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)計實現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動邏輯、FPS驅(qū)動邏輯、信號采集等F