電路板狂人的鎮(zhèn)宅之寶
上面兩個板子是我業(yè)余時間幫一個研究生朋友設計的。前面一個主要是圖像采集和壓縮,然后經(jīng)網(wǎng)絡傳輸,后面的增加了NAND FLASH存儲和CMOS傳感器接口。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/246995.htmCMOS傳感器視頻采集板
這個CMOS傳感器板是 2010年初做的,配合前面的DM642板完成了CMOS圖像的采集。傳感器選用MICRON的MT9V032。該傳感器具有全局曝光功能,可以拍攝快速 運動的物體,不會像逐行曝光傳感器那樣存在運動物體傾斜。經(jīng)過對比,這顆傳感器在暗光線時性能超過一般的CCD傳感器。
TMS320F2812電機控制+字符疊加板
這個是我2007年做的高 速球轉臺控制板,完全更改了以前基于雙51單片機的設計方案。雖然從51平臺升級到DSP平臺,但整體成本沒有明顯的增加。利用一片DSP代替了兩片 51,使系統(tǒng)結構簡化;利用DSP的SPI、PWM配合一個LM2903比較器和一個模擬切換芯片實現(xiàn)了中文菜單疊加,省去了一顆日產(chǎn)OSD疊加芯片;電機控制采用新的單顆DMOS工藝美產(chǎn)芯片,替換了兩顆日產(chǎn)電機控制芯片;使用DSP的PWM加阻容濾波實現(xiàn)了4路DA,用來控制電機電流,省掉了一顆4通 道DA。重新設計了步進電機控制算法和加減速方案,并且針對實測結果對正余弦進行了補償。
第一版硬件沒有做任何修改 實現(xiàn)了所有功能。通訊和菜單部分代碼是由另一位軟件工程師編寫外,其余系統(tǒng)整體設計及軟硬件設計由我完成。新方案達到128細分,加入了正余弦補償,轉臺 低速可達0.1度/秒,運轉平滑順暢。驗證轉臺最高轉速可達到480度/秒,通過軟件設置增加電流后可以進一步提高電機的轉速和加速度。配合專門訂做的步 進電機,優(yōu)化后的加速方案使得球機在低于原功耗30%的情況下轉速提高了50%,從停止加速到最高速只需0.33秒,電機運轉時聲音非常低,控制板和電機 的發(fā)熱量也比原先減小了很多。另外,除個別函數(shù)使用匯編外,都改用了C代碼,使電機控制程序將來可以在不同的平臺上移植,也易于與其它控制程序接口。
期間我用EXCEL重新制 作了加速表格,主要依托于電機功率來自動完成加速表格數(shù)據(jù)設計,生成DSP中控制電機運轉所需的所有數(shù)據(jù)。另外,還會伴隨參數(shù)調(diào)整自動生成加速曲線圖,可 以直觀的看出電機加速過程,并有助于分析其中可能出現(xiàn)的問題。避免出現(xiàn)某些特殊點或段存在加速功率需求過高而導致丟步的現(xiàn)象。
300度/秒加速曲線圖
這個圖便是大家常稱的S加速曲線,前段緩慢加速是防抖動和避免頓挫感,后段則主要是等功率升速曲線。圖中只取到了300度/秒,可以通過在EXCEL表格中向下拖拉填充自動生成后面的數(shù)據(jù)。
中文菜單疊加效果
這個是菜單疊加效果。通過LM2903比較器提取復合同步脈沖,判斷到行同步后使用SPI的16字的FIFO完成每行256點的疊加點位輸出,PWM+阻容濾波實現(xiàn)疊加電平控制。
球機裝配效果圖
08年公司被收購,我們部 門遷到江蘇,在江蘇近一年的時間進一步完善了基于F2812的高速球。其實在設計這個方案的時候是瞄準了TI當時還沒有推出的TMS320F28027這 一系列,看TI的宣傳以及提前發(fā)布的芯片資料,這顆芯片批量價格應該可以在20元以內(nèi),性能和功能可以滿足我們的設計需求,只要芯片一出來,馬上就可以把 F2812上的程序移植過去。這樣,整體的成本會往下降一大截,體積也可以小很多,控制板大致可以做到火柴盒的大小。后來公司做基于DM6437的智能高 速球,除智能算法外,還剩余一些運算資源。我便把F2812里的電機控制算法移植到了DM6437里。在單一芯片里集成了智能分析和電機控制,使系統(tǒng)得到 了很大簡化。
移植完成后我便離開江蘇回到北京。一直到離職前一兩周才得到TI的TMS320F28027樣片。當時想有時間的話可以把它用起來,并且把電機控制算法改一下,使它適用于自動跟蹤平臺,實現(xiàn)平滑跟蹤??墒蔷拖衩\捉弄一樣,一直到今天都沒有閑下來過,時間都被這樣那樣的事給擠滿了,就連周六日也都像有導演 精心安排的一樣塞滿雜事。
關于電機控制,我寫過一個 PPT文檔《步進電機細分控制原理及仿真分析》,并將其共享到網(wǎng)絡上。其中分析了步進電機細分控制原理,以及其中存在的問題和需要注意的地方。并且利用 MULTISIM建立了驅動電路仿真模型,針對各點電壓和電流仿真波形進行了分析。以供別人借鑒參考,希望那些對電機控制感興趣的朋友能夠快速入門并且了解步進電機控制的關鍵所在。電機控制是一門看似簡單實際有著自己完整理論體系的科學,三年前,我在江蘇一個二線城市拿到13.5K的工資,主要靠的就是步進電機控制。實際上,對于真正的電機控制來說,我也就是剛了解了步進電機控制里的一些皮毛。電機控制這方面還是很缺少能深入的人才的。
基于FPGA的圖形疊加板(正面)
基于FPGA的圖形疊加板(反面)
上面的圖形疊加板是我09 年做的一個項目。當時從江蘇回到北京有三個月沒有上班,就在大興一所民宅蝸居了三個月做這個東東。因為項目要求體積很小,而且又要3個串口,對疊加質(zhì)量和 分辨率又要求很高。最后只能用FPGA內(nèi)嵌軟核的方式才能實現(xiàn)。用ARM或DSP都無法完美滿足所有要求。
因為前面接觸過CPLD,也有一些邏輯方面的基礎, 3個月期間邊學邊試,還算順利的完成了所有的硬件和軟件設計。第一次使用軟核之后就深深的喜歡上了這架構,強大的性能和獨有的靈活性讓人禁不住用過一次就會愛上它。
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