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超声波发生器应用数字化控制技术的形式(二)

来源: | 发布日期:2022-06-07

上一篇文章中,声峰超声波讲到了关于超声波发生器应用数字化控制技术的第一种形式:采用单片机控制形式。接下来继续了解第二种形式。

第二种:采用数字信号处理器(DSP)控制。

数字信号处理器(DSP)是近年来迅速崛起的新一代可编程处理器。其内部集成了波特率发生器和FIFO缓冲器,提供高速同步串口和标准异步串口,有的芯片内还集成了采样/ 保持和A/D转换电路,并提供PWM信号输出。与单片机相比,DSP具有更快的CPU,更 高的集成度和更大容量的存储器。

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DSP属于精简指令系统计算机(RiSC),大多数指令都能在一个周期内完成并可通过并行处理技术,在一个指令周期内完成多条指令。同时,DSP采用改进的哈佛结构,具有独立的程序和数据空间,允许同时存储程序和数据。内置高速的硬件乘法器,增加了多级流水线,使其具有高速的数据运算能力。


而单片机为复杂指令系统计算机(CiSC),多数指令要 2〜3个指令周期才能完成。单片机采用诺依曼结构,程序和数据在同一空间存储,同一时 刻只能单独访问指令或数据。单片机的ALU只能做加法,而乘法则需要由软件来实现,因而需要占用较多的指令周期,速度比较慢。与16位单片机相比,DSP执行单指令的时间快 8〜10倍,一次乘法运算时间快16-30倍。

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在超声波发生器中,DSP可以完成除功率变换以外的所有功能,如主电路控制、系统实时监控及保护、系统通信等。虽然DSP有着许多优点,但是它也存在一些局限性,如釆样频率的选择、PWM信号频率及其精度、釆样延时、运算时间及精度等,这些因素会或多或少地影响电路的控制性能。

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