我的电源设计之路（1）

好久没动手，想做点东西了。
　做什么呢，太大的比如断路器、熔断器什么的比较靠近机械目前自己做不了，太小的控制器比如什么流水灯没什么技术含量属于入门级别的。上个学期用MSP430做的温度检测系统勉勉强强算是有点难度，但是还有很多MCU的外设还没有用到，比如ADC、WatchDog、PWM、通信接口类的。进一步说，对控制算法、仿真也没有了解，收获太少。想了想，不如就从去年电子设计大赛没做的电源入手吧。做个电源，需要信号采集采样（ADC）、保护（WatchDog、Reset）、外围硬件（模电知识）、闭环控制（控制算法）、PWM（电力电子器件）、远程控制（通信接口）……不错不错，那就开始吧。
　

组成框图

　这次要做一个小的控制系统了，并且肯定是闭环控制的。不过还不是很确定是用模拟器件完成还是用单片机控制，用模拟器件控制的话，或许效果也不错。先看一下闭环控制系统的基本组成环节： 测量反馈元件、比较元件、放大元件、校正元件、执行元件以及被控对象。（除被控对象以外的所有元件合在一起，成为 控制器）
　而且现在还没有确定做开关电源还是数字电源，先拿去年的电子设计大赛题目来说：

2015全国大学生电子设计大赛本科组A题

　目前来说，还是毫无头绪。因为最基本的如何采样、采样完以后如何根据测量的量控制，控制什么器件来完成题目要求都是问题。所以我先把问题分解开，并且确定一个大的方向，慢慢解决。从第一个小问题开始，控制器的选择入手吧。

一、主控芯片的选择

主控芯片，应该算是这个控制系统的核心即控制器，需要完成对信号的采样、对执行元件的控制，同时还要完成其他的一些辅助工作比如交互界面，通信等等等等，所以主控芯片的选择也很挠头。这个学期开了DSP（Digital Signal Processor）课程，之前也学过8位的单片机，我也接触过16位的MSP、32位的ARM单片机K60，那么用在本次设计上，到底使用哪种芯片呢？这正是我第一阶段面对的最大问题。那么就分析一下各自的优劣吧。
　首先看一下参赛选手：
　
　经久不衰的 STC15 （8-bit MCU）
　TI公司在单片机的尝试 MSP430 （16-bit MSP）
　在智能车比赛中的老面孔 K60（32-bit ARM MCU）
　大名鼎鼎的DSP TMS320F2812/TMS320F28069（32 - bit 定点DSP）
　
　它们可以说可以代表现在市面上所有常见的主控芯片了，并且很具有代表性。STC15可以说是为我们常说的51（增强型的51）,现在大学里学的单片机大部分都是以它入手，会些C语言就能操作它完成一些基本的控制任务，并且现在宏晶公司已经把它玩上天了，片内集成了N多外设，其价格非常低廉，适合新手使用，不过因为是8位的单片机，主频不高，因此在大量数据处理上还是有些力不从心。MSP430在之前我也说过，是TI公司在MCU领域面对低功耗的拳头产品，片内外设相对来说也比较丰富，我个人认为缺点还是主频不算特别高，计算能力相对来说也不是很强，不太适合运动控制和实时控制，更加适合手持设备。K60是采用ARM内核（可以翻看之前介绍架构和制程的那篇），是面对嵌入式系统和移动设备的新兴宠儿，现在很流行的STM32也是ARM内核，具体来说，K60采用了Cortex-M4内核，尤其是C-M4比C-M3多了高能效数字信号控制模块（DSP模块），对大量数据处理有了专门的库函数，并且主频相对来说很高，基本都在100MHz以上，现在很多的控制器都用ARM来做，并且具有低功耗、低成本的特点，应该是一个大趋势。DSP是运动控制领域的老大哥了，生来就为了做电机控制、图像处理、音频处理等等等需要数字信号的场合，优点真的无需赘述，随便翻开一本DSP教材肯定就会有比较大的篇幅介绍，但是外围电路比较复杂，并且价格较高算是一个缺点吧！
　具体在以下方面进行一下比较：运算速度（整数、浮点数）、集成外设数量（PWM、通信、ADC精度\通道）、基本参数（RAM、ROM、IO口）、IDE（友好性、仿真、资料数量）、价格（是不是好搞到啊）、其它。