基于DSP28335的飞控计算机DAC扩展电路设计

基于DSP28335的飞控计算机DAC扩展电路设计

 

　　模拟量控制和PWM控制是当前无人机舵机控制系统最常用的两种控制方式。其中模拟量控制作为一种传统控制方式，至今仍被广泛应用，绝大多数的飞行控制计算机都提供模拟量输出通道，因此，D/A转换模块是飞行控制计算机中必备的功能模块之一。DSP28335片上没有DAC模块，所以必须使用片外扩展。

 

　　DAC7725是一款高输出电压和低功耗的D/A转换器件，产品功耗低、线性度和单调性为12bit，接收12位并行输入数据，采用双缓冲输入逻辑，提供数据回读模式。DAC的低功耗，小体积使DAC7725特别适合于闭环伺服控制系统

 

　　因为单片DAC7725N提供4通道模拟量输出，本系统使用两片DAC7725N扩展得到8路模拟量输出通道。DSP将代表舵面位置的数字量通过并行数据接口送至DAC7725N，DAC7725N将其转换成相应的模拟电平信号后送至舵控电路，从而完成本次舵面刷新操作。结构图如图1所示。

 

　　基准电路具有稳定性好，对系统的操作环境(如电源电压、工作温度、输出负载)变化不敏感的特点，可以为其它电路模块提供较为精确的参考点，因此它是模拟集成电路和数模混合电路中不可缺少的基本单元电路。DAC7725N精密基准电路如图2所示。

 

　　DAC7725N使用R/W信号使能本次写操作。写操作是D/A转换芯片的基本操作，DSP将待转换的数字量写入DAC7725N，在DAC7725N的模拟量输出端即可得到相应幅值的模拟信号。读操作是DAC7725N的特色之一，DAC7725N支持数字量回读功能，使得DSP能够方便地获取当前正在参与转换的数字量的值。下面以D/A转换芯片的写操作为例，详细分析芯片DAC7725N写操作时序设计，由于读操作与写操作时序设计类似，这里不再累述。

 

　　数据回读功能是DAC7725N芯片的特色之一。DAC7725N允许在转换过程中读出当前正参与转换的数字量，DSP据此可以获取所有D/A转换通道输出的模拟信号的幅值，而无需使用额外的传感器和A/D转换电路。与数据给定(刷新)操作类似，数据回读操作只需从相应的端口地址读出数据即可。以DAOUT1通道为例，给出示例代码如下：

 

　　每一路D/A转换通道均要求输出正弦波信号，使用定时器定时刷新的方式，将定时器的定时周期设为1ms，刷新频率可达1000Hz;将-10～+10V的输出幅值离散为1000个点，这样，理论上的转换精度可达20mV;用示波器实时监测每一通道的输出信号，看输出正弦波的频率是否稳定为1000Hz，波形是否有明显的异常抖动，每隔一段时间读取正弦波的振幅值，从而验证在1000Hz的刷新频率下，转换精度是否满足要求。参考以上论述，先以通道E—D/A1参与测试，结果显示，E—D/A1通道能够输出预期的正弦波信号，证明此D/A转换通道能正常工作。剩余7通道也按相同方式验证，在确知所有的D/A通道已调通之后，对各通道的转换精度进行了静态测试，测试方案如下。