基于MPC5634的汽車控制器多路AD采樣的設(shè)計(jì)

1、基于mpc5634的汽車控制器多路ad采樣的設(shè)計(jì) 隨著汽車對(duì)控制系統(tǒng)的要求和依靠性提高，ad采樣的設(shè)計(jì)模塊成為汽車控制器中重要的組成部分。ad采樣的結(jié)果是汽車控制器控制執(zhí)行器的依據(jù)，它的速率和精度在汽車控制中起著重要的作用。本文主要介紹一種基于mpc5634的多路模擬信號(hào)采集辦法，通過增加型挺直內(nèi)存拜訪(dma)方式，自動(dòng)在ram和增加型隊(duì)列式模數(shù)轉(zhuǎn)換器eq模塊之間轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，能高效和精確地完成對(duì)模擬信號(hào)的采集。1 增加型隊(duì)列式模數(shù)轉(zhuǎn)換器eqadc模塊1.1 eqadc模塊的結(jié)構(gòu)mpc5634的eqadc模塊有兩個(gè)可自立工作的adc轉(zhuǎn)換單元(adc0和adc1)，40路模擬通道(可擴(kuò)展)，05v

2、的轉(zhuǎn)換范圍，轉(zhuǎn)換精度有8位、10位、12位三種精度可選，具有軟件和硬件兩種觸發(fā)方式，采樣方式有單次方式和延續(xù)方式等，adc的工作時(shí)鐘可達(dá)15mhz。速率和精度可以滿足汽車控制器的要求。圖1為eqadc模塊的結(jié)構(gòu)框圖，顯示了eqadc模塊的主要組成部分。圖1 eqadc模塊的結(jié)構(gòu)框圖1.2 指令緩存cfifo的工作機(jī)制eqadc模塊有6個(gè)指令緩存cfifo，每個(gè)cfifo有4個(gè)深度，cfifo有單次掃描和延續(xù)掃描的操作模式，配置為不同的掃描模式時(shí)，cfifo就有不同的觸發(fā)機(jī)制。當(dāng)配置為單次掃描模式時(shí)，每次會(huì)使存儲(chǔ)于隊(duì)列中的eqadc轉(zhuǎn)換指令序列執(zhí)行一次。當(dāng)設(shè)置為延續(xù)掃描模式時(shí)，只要隊(duì)列啟動(dòng)后，就

3、可以持續(xù)的運(yùn)行。數(shù)據(jù)的流程2所示。圖2 數(shù)據(jù)流程1.3 eqadc的指令格式eqadc有配置指令和轉(zhuǎn)換指令兩種指令格式。配置指令用于對(duì)eqadc模塊舉行初始化設(shè)置，像使能adc模塊單元，設(shè)置時(shí)鐘分頻因子，轉(zhuǎn)換速率因子，使能dma哀求等;轉(zhuǎn)換指令主要用于設(shè)置采集哪個(gè)通道，用哪個(gè)adc模塊單元轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果放在6個(gè)結(jié)果緩存的哪一個(gè)里面，是否對(duì)采集的結(jié)果舉行校正等。2 增加型存儲(chǔ)器挺直拜訪(dma)模塊dma控制器是上的一個(gè)主機(jī)，能夠在片內(nèi)資源(flash、ram和i/o外設(shè)等)以及片外資源之間傳輸數(shù)據(jù)。dma有32個(gè)通道，在某個(gè)時(shí)刻只能有一個(gè)通道成為總線上的主機(jī)并舉行數(shù)據(jù)傳輸。為了解決他們之間的

4、矛盾，dma有兩種可編程的優(yōu)先級(jí)機(jī)制：固定優(yōu)先級(jí)機(jī)制和輪詢優(yōu)先級(jí)機(jī)制。一旦一個(gè)通道成為主機(jī)，該通道將通過先讀再寫的操作方式，把數(shù)據(jù)從一個(gè)存儲(chǔ)器地址傳輸?shù)搅硪粋€(gè)存儲(chǔ)器地址。每個(gè)dma通道都有一個(gè)自立的傳輸控制描述符(tdcn)。3 多路eqadc采樣程序設(shè)計(jì)在這次的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)的傳輸是通過dma舉行的。多路eqadc采樣程序設(shè)計(jì)主要包括指令隊(duì)列、結(jié)果隊(duì)列的定義，eqadc的初始化，dma初始化，觸發(fā)cfifo等。程序的設(shè)計(jì)流程3。圖3 程序流程3.1 定義數(shù)組本文中cqueue040被定義為轉(zhuǎn)換指令的存儲(chǔ)數(shù)組，rqueue040被定義為轉(zhuǎn)換結(jié)果的存儲(chǔ)數(shù)組。把全部通道的轉(zhuǎn)換指令分離放在數(shù)組cque

5、ue040中，最后采集的結(jié)果分離放在數(shù)組rqueue040中，這個(gè)可以隨時(shí)讀取rqueue040中的數(shù)據(jù)被汽車控制器所用。3.2 初始化dmatcd0對(duì)應(yīng)于cfifo0，tcd1對(duì)應(yīng)于rfifo0。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)只要一個(gè)指令緩存cfifo0和一個(gè)結(jié)果緩存rfifo0就可以滿足設(shè)計(jì)要求，故只用到一個(gè)cfifo0，一個(gè)rfifo0，以及與他們對(duì)應(yīng)的tcd0和tcd1。設(shè)置tcd0:源地址為&cqueue0，目的地址為0xfff80010，源地址偏移為4，傳輸?shù)拇笮?2位，次要字節(jié)傳輸數(shù)nbytes為2;主迭代數(shù)為40;設(shè)置tcd1：源地址為&rqueue0，目的地址為0xfff800

6、32，源地址偏移為4，傳輸?shù)拇笮?6位，次要字節(jié)傳輸數(shù)nbytes為2;主迭代數(shù)為40。3.3 初始化eqadc初始化轉(zhuǎn)換指令的存儲(chǔ)數(shù)組cqueue040，本設(shè)計(jì)是采納adc0模塊單元，12位精度，采納校正，一次采集40個(gè)通道的模擬量。配置eqadc的寄存器，時(shí)鐘分頻因子為2，使能dma0，dma1哀求等。3.4 校正寄存器的設(shè)置本項(xiàng)目的芯片功能很強(qiáng)大，以前的校正都需要外面加硬件來校正采樣結(jié)果，mpc5634自帶的有校正功能，本項(xiàng)目采納的校正是這樣的：adc的初步轉(zhuǎn)換結(jié)果將通過mac單元來完成校正。mac單元執(zhí)行下列算法來舉行校正：idealresult=gccxadcresult+occ+

7、2 (1)gcc為增益校正的常數(shù)，它是在寄存器adcn_gccr中定義的;occ為偏移量校正常數(shù)，它在寄存器adcn_occr中定義的。gccr與occr的值是需要計(jì)算來確定的。通過以下公式舉行求解：idealresult1=gccxadcresult1+occ+2 (2)idealresult1=gccxadcresult1+occ+2 (3)為了求出gccr與occr的值，我們只需要兩個(gè)通道的抱負(fù)結(jié)果和實(shí)際的結(jié)果就行了，通道44和通道43的值分離對(duì)應(yīng)0.25vdd和0.5vdd。而他們的實(shí)際結(jié)果可以采集到。因此，可以求出gccr和occr的值。3.5 使能dma哀求設(shè)置使能dma0和dma

8、1哀求。3.6 觸發(fā)cfifo0設(shè)置cfifo0為延續(xù)轉(zhuǎn)換模式，這樣就可以延續(xù)、持續(xù)地采集信號(hào)，并準(zhǔn)時(shí)把采集的結(jié)果放到結(jié)果存儲(chǔ)數(shù)組中，如此就可以保證汽車控制器在結(jié)果存儲(chǔ)數(shù)組中所讀取的數(shù)據(jù)為最新的采集結(jié)果，可以使控制器按照最新的數(shù)據(jù)來控制各個(gè)執(zhí)行器。4 主程序和執(zhí)行結(jié)果void main(void)uint32_t cqueue040; /定義指令存儲(chǔ)數(shù)組uint16_t rqueue040; /結(jié)果存儲(chǔ)數(shù)組dma_init_fnc(); /dma初始化eqadc_init_fnc (); /eqadc初始化set_calconstants ();/校正寄存器的設(shè)置dma_able();/使能d