基于DSP芯片和CPLD的刹车控制系统设计

本文在硬件电路设计上采用DSP 芯片和外围电路构成速度捕获电路,电机驱动控制器采用微控制芯片和外围电路构成了电流采样、过流保护、压力调节等电路,利用CPLD实现无刷直流电机的转子位置信号的逻辑换相。在软件设计上,软件以C语言和汇编语言相结合的方法实现了系统的控制。最后提出了模糊控制调节PID参数的控制策略。 刹车控制系统在汽车行业中起着至关重要的作用，尤其是在赛车领域，其性能直接影响赛车的操控性和安全性。本文探讨了一种基于DSP（数字信号处理器）芯片和CPLD（复杂可编程逻辑器件）的刹车控制系统的设计，旨在实现高效、精确的刹车压力控制。 硬件电路设计中，DSP芯片被用于构建速度捕获电路，它能处理来自赛车和机轮的速度信号，为控制算法提供实时数据。电机驱动控制器则采用了微控制芯片和外围电路，这些电路负责电流采样、过流保护和压力调节等功能，确保电机运行的安全和稳定。CPLD在这里扮演了关键角色，通过逻辑换相处理无刷直流电机的转子位置信号，以实现电机的精确控制。 软件设计方面，采用C语言和汇编语言相结合的方式编写控制程序，这种方式兼顾了代码效率和可读性。系统控制软件不仅需要实时响应速度和电流的变化，还要具备对PID（比例-积分-微分）参数的模糊控制调节功能，以适应不同的路况和驾驶条件，优化刹车性能。 在硬件细节上，DSP的最小系统包括存储器扩展、JTAG接口、复位电路、ADC模块和时钟源。存储器扩展提供了足够的程序空间，JTAG接口则用于程序的下载和调试。复位电路确保系统在异常情况下的正常启动，而ADC模块则将模拟信号转换为数字信号，供DSP处理。CPLD的选择，如ALTERA公司的EPM7128AE，提供了丰富的I/O资源，实现电机控制所需的逻辑功能，如三相全桥逆变电路的触发、过流保护和电机的正反转控制。 无刷直流电动机的功率驱动电路采用了IR2130驱动芯片和N沟道MOSFET管，构建三相全桥逆变电路，以PWM（脉宽调制）信号控制电机的转速和方向。这种驱动方式允许高效能的电机控制，并通过“自举”技术为高压侧电源提供隔离。 该刹车控制系统通过结合先进的DSP技术和CPLD的逻辑处理能力，实现了对赛车刹车系统的智能控制，提升了赛车的刹车性能，保证了比赛中的安全性和竞技性。这一设计不仅适用于赛车，对于提升普通汽车的刹车系统性能也有借鉴价值。