cpld和单片机在脉冲磁铁开关电源中的应用

陈先生528

cpld和单片机在脉冲磁铁开关电源中的应用
2 k+ b' b1 e& [: y4 U张海燕.
# i& V0 B8 g+ i2 h董晓莉金正方赵涛蔡平
1 p7 F3 z4 Y3 l2 A* v" D4 r; H% I(中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥 230029 )
摘要介绍一种利用可编程逻辑器件(CPLD)和单片机相结合的技术而开发的高性能脉冲电源控制系统。
: p" \# v3 _) k1 I1 B- v" q关键词可 编程逻辑期间，单片机，脉冲电源.
4 d$ D# K6 l% I1 {  e) v脉冲磁铁开关电源是同步辐射加速器中的重要
设备，用于将电子束流的部分束团向两个方向偏转
士6°。它的脉冲工作模式要求灵活，可单向正偏、
. V% r2 V; g0 L4 q负偏或双向偏转。系统的控制电路能根据上位机送
8 E/ w/ k' h/ b0 }0 ^" @来的工作参数随时产生--组放电触发脉冲系列，脉
* D6 r0 I3 Y; H6 w5 @  W4 x冲数可变，正负峰任意选择，脉冲间隔随意调节。
在本文所介绍的电源控制系统中，采用了可编程逻
8 t9 p# R1 m( p7 e辑器件(CPLD)和单片机相结合，用二片CPLD器
件完成几十片中规模集成电路才能完成的任务，大
. Z, A, d& H# _/ j大简化了系统结构，有效地突破了传统电子系统设
5 p1 _$ e' M7 m4 V* n' O. S计中的障碍，提高了系统的性能和可靠性。
CPLD是20世纪70年代在ASIC设计的基础
上发展起来的一种划时代器件，它将多个可编程逻
辑阵列(PAL)器件集成到-一个芯片，通过位于中心
) E! I. @- t. ^& I的开关矩阵互连起来，具有很长的固定于芯片上的
  n# t; y9 H. G. z0 N1 n布线资源和类似PAL的结构。该器件可以通过软件
编程而对其硬件的结构和工作方式方便快捷地进行
- i0 w( m: V0 `5 c4 g重构"。单片机则具有性能价格比高、功能灵活、
易于人机对话、良好的数据处理能力等特点。
1系统组成
此控制系统包括AT89C51单片机、2片CPLD、
EPROM存储器、DAC和ADC芯片、运算放大器、
3 `0 j: ^9 e; j( J光耦以及RS232接口、看门狗等电路。系统的控制
和显示结构框图如图1所示。
其中CPLD是整个系统信号处理与控制的核
心，我们选择了Xilinx 公司的XC9500系列XC95108
型。XC95108具有108 个宏单元，2400 个门，108
7 z, W- }5 v; E3 s" v9 L' x% q个I/O 口，工作频率可达125MHz"1。它主要用于
对各路信号锁存、传递和选通，对脉冲进行计数、
( P+ }5 w3 ]1 K$ I定时、分频等，产生放电和充电触发脉冲:同时计
" E% P+ j( L5 L数器的溢出脉冲作为单片机的INT0中断，用于通
知计算机发出下一个脉冲所对应的工作参数。外同

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道法自然

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