数字信号处理器（DSP）在大功率TEA CO2激光器控制系统中的应用

论文摘要

随着大功率TEA CO2激光器本身及其在工业、科研、军事等方面应用的发展,对其控制系统提出了更高的要求。本文对现有大功率TEA CO2激光器控制系统的局限性进行了分析,指出现有系统在功能、速度和精度等方面存在不足。采用数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor,简称DSP)设计了控制系统。本文主要进行了以DSP为核心的大功率TEA CO2激光器控制系统硬、软件设计、调试、电磁兼容试验,与现有系统性能比较。结果表明了本文设计的控制系统在工作速度、通信速率、数据处理和系统扩展性四方面性能,比现有系统均有很大程度提高,工作稳定可靠。本文主要进行了如下几方面的工作:1.采用F2812 DSP芯片,对大功率TEA CO2激光器控制系统进行了总体设计。2.进行了ADC、I/O接口、键盘、液晶显示、串行通信、CPLDI/O和供电等基本硬件的设计。3.采用自定向下、逐步细化的模块化的思想进行了基本软件设计。4.进行了硬件检测、系统上电调试和控制系统主板电磁兼容试验三项系统调试。结果系统实现了控制功能,工作稳定。5.将采用DSP与以往采用单片机或可编程控制器的控制系统进行了比较,比较结果表明,前者多方面性能比后者有了很大程度的提高。现场电磁干扰强烈是本系统设计的难点,采用DSP作为大功率TEA CO2激光器控制系统核心,目前国内外尚未见报道,它的研制成功,对我国大功率TEA CO2激光器的研究、应用具有重要意义。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 国内外现状
• 1.1.2 研究目的及意义
• 1.2 本文工作
• 第2章 DSP 应用研究介绍
• 2.1 DSP 芯片简介
• 2.1.1 DSP 的主要特点
• 2.1.2 DSP 的发展趋势
• 2.2 DSP 芯片选择
• 2.2.1 TM5320F2812 的体系结构
• 2.2.2 TM5320F2812 的特点
• 2.3 DSP 芯片仿真开发工具
• 2.3.1 代码生成图
• 2.3.2 CC52000 及实时仿真简介
• 2.4 可编程逻辑器件CPLD 的应用介绍
• 2.5 本章小结
• 第3章 控制系统基本硬件设计
• 2激光器系统组成及工作原理'>3.1 大功率TEA CO₂激光器系统组成及工作原理
• 3.2 DSP 系统开发流程
• 3.3 基本硬件设计
• 3.3.1 A/D 转换电路设计
• 3.3.2 CPLD 应用
• 3.3.3 液晶显示电路设计
• 3.3.4 I/O 接口及键盘电路设计
• 3.3.5 串行通信电路设计
• 3.3.6 供电和电平转换电路设计
• 3.4 电磁兼容设计
• 2激光器系统干扰分析'>3.4.1 大功率 TEA CO₂激光器系统干扰分析
• 3.4.2 系统硬件抗干扰设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 控制系统基本软件设计
• 4.1 软件需求分析
• 4.1.1 系统功能要求
• 4.1.2 系统数据要求
• 4.2 软件设计
• 4.2.1 程序结构和流程图设计
• 4.2.2 软件纠错设计
• 4.3 DSP 软件开发环境及流程
• 4.3.1 DSP 开发环境和工程文件
• 4.3.2 DSP 软件开发流程
• 4.4 DSP 软件开发
• 4.5 CPLD 器件开发环境及流程
• 4.6 CPLD 开发
• 4.7 本章小结
• 第5章 控制系统调试
• 5.1 硬件检测
• 5.2 系统调试
• 5.3 电磁兼容试验
• 5.4 本章小结
• 第6章 性能比较
• 6.1 性能比较
• 6.2 本章小结
• 第7章 结论和展望
• 7.1 结论
• 7.2 进一步工作
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢