基于DSP與CAN總線的跟蹤伺服控制器設(shè)計(jì)
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2.3 A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊
根據(jù)轉(zhuǎn)換通道數(shù)、精度和轉(zhuǎn)換速度，D/A轉(zhuǎn)換芯片選擇BURR-BROWN公司的DAC7614。它是12位串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器，四路模擬輸出，功耗只有20 mW,單次轉(zhuǎn)換建立時(shí)間10 μs。使用單極性輸出時(shí)，采用＋5 V供電；雙極性輸出時(shí)，采用±5 V供電。在此需要用到雙極性輸出，基準(zhǔn)電壓源選用LM336-2.5，負(fù)電壓基準(zhǔn)采用反相放大方式產(chǎn)生。為避免外電路對(duì)板內(nèi)數(shù)字電路的干擾，需要對(duì)數(shù)字部分進(jìn)行光電隔離。
A/D轉(zhuǎn)換采用TMS320F2812內(nèi)部集成的12位高速A/D轉(zhuǎn)換器。由于它的A/D轉(zhuǎn)換通道只能輸入電壓范圍在0～3 V以內(nèi)的模擬信號(hào)，因此需要對(duì)輸入的雙極性電壓信號(hào)進(jìn)行處理，具體電路如圖3所示。圖中D1和D3兩個(gè)二極管將輸入到DSP的電壓鉗制在0～3.3 V以內(nèi)，這樣有效地保護(hù)了DSP。同時(shí)為了提高A/D的轉(zhuǎn)換精度，采樣時(shí)還需要進(jìn)行軟件校準(zhǔn)。原理是由于各A/D通道間的誤差很小，所以將其中的兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換通道接在已知的固定電壓信號(hào)上，在對(duì)信號(hào)采樣前，先對(duì)這兩個(gè)已知的固定電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，從而確定A/D的增益和偏移誤差。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/151524.htm
3 軟件流程
系統(tǒng)上電后自動(dòng)初始化各端口和相關(guān)變量，同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)軸所停的位置和其他狀態(tài)。如果各部分狀態(tài)正常，則等待接收上位機(jī)開(kāi)始指令，接收到開(kāi)始指令后進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。因?yàn)檎麄€(gè)跟蹤系統(tǒng)需要同步工作才能產(chǎn)生有效的數(shù)據(jù)，所以需要等待外同步脈沖信號(hào)，在這里以外部中斷的形式接收。然后一步步完成控制算法，當(dāng)收到結(jié)束指令時(shí)完成所有工作?；拒浖鞒虉D如圖4所示。
本文給出了一種基于DSP和CAN總線的光電跟蹤系統(tǒng)伺服控制器的硬件結(jié)構(gòu)和軟件流程。實(shí)驗(yàn)證明，這種結(jié)構(gòu)緊湊靈活，控制算法完全由控制器完成，使用CAN總線的方式傳輸上位機(jī)指令，安全可靠，易于擴(kuò)展，使計(jì)算機(jī)完全從工作現(xiàn)場(chǎng)解脫出來(lái)，在工程應(yīng)用中有重要意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 李興紅，張淑梅，續(xù)志軍,等.基于TMS320F2812的跟蹤伺服系統(tǒng)[J].微計(jì)算機(jī)信息, 2007,23(5):147-149.
[2] 陣玉廷，陣長(zhǎng)青，肖永鵬.基于DSP 的精密電視跟蹤伺服控制單元[J].長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào),2004,27(2):121- 123.
[3] 童中華.基于CAN總線的伺服控制系統(tǒng)的研究[D].武漢：武漢科技大學(xué), 2008.
[4] 鄭曉峰，方凱，黃迎華. 一種基于DSP和FPGA的多軸運(yùn)動(dòng)控制卡的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2006(4):18-
20.
[5] 徐科軍， 張瀚， 陳智淵. TMS320X281x原理與應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2006:1-3.
[6] Texas Instruments. TMS320F2812 Digital Signal Processers Data Manual[Z]. 2004.
[7] 蘇奎峰，呂強(qiáng)，耿慶鋒,等.TMS320F2812原理與開(kāi)發(fā)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社,2005:3-5.
[8] Altera Corporation.CycloneⅡ Device handook[Z]. 2007.
[9] 王誠(chéng)，吳繼華，范麗珍,等.Altera FPGA/CPLD設(shè)計(jì)(基礎(chǔ)篇）[M].北京：人民郵電出版社,2005.
[10] 田家林，陳利學(xué)，寇向輝.FPGA在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2007(4):67-69.
[11] 孟浩然，王建立，李洪文.基于TMS320F2812的直流力矩電機(jī)伺服系統(tǒng)[J].電子測(cè)量技術(shù),2007,30(3):63-65.
[12] 孫劍.基于DSP_CAN總線的數(shù)字伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].西安：西北工業(yè)大學(xué),2008.
評(píng)論