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基于DSP处理器的红外电视调焦控制器设计

2020-06-20 12:28:46      点击:
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应用TMS320F2812全部外设接口的一部分,如GPIO接口和EVA/EVB接口。

采用可编程逻辑器件(FPGA),可以非常简单的设计DSP的硬件电路。将DSP的数据总线、地址总线、读写控制线以及中断信号线全部引入到FPGA 中,根据特定的要求,在FPGA内完成时序和逻辑设计。其中为TL16C554,AD7864提供地址选通信号,为光栅尺计算提供四倍频鉴相和计数逻辑。

由于电机的信号线、限位开关线数量很多,需要本系统的I/O口的数量较多,可以在FPGA内完成扩展I/O口的功能。

2.2 FPGA的设计

FPGA内部采用模块化的设计思想,对FPGA设计进行模块分解。主要包括,实现FPGA扩展I/O口的功能,为TL16C554和AD7864提供片选和读写信号,提供四倍频鉴相和计数逻辑计算光栅尺位置量。FPGA内的功能模块如图2所示。

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TL16C554地址译码模块:在FPGA内部,针对DSP的读写以及地址信号进行译码,为TL16C554提供读写信号以及片选等信号。

AD7864地址译码模块:对DSP的地址信号进行译码,为AD7864提供读写、片选以及通道选择等信号。

光栅尺逻辑计算模块:光栅尺输出两路正交的方波信号A、B和零位信号Z输入到FPGA中,在FPGA中实现对A、B信号的倍频及鉴相功能,然后通过16位计数器和锁存器与DSP相连,通过读取计数器的数值可得到光栅尺的位置数值,系统框图如图3所示。

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3.实验验证与精度分析

3.1 实验验证

调焦系统由安装在望远物镜筒上的光学机械部分和电控部分组成。光学机械部分包括调焦组件、变倍组件等。电控系统以DSP2833为核心处理器,利用 FPGA实现时序和逻辑控制,配以外围电路、执行电机及位置反馈部件。电控系统位置反馈采用精密线绕电位器和光栅尺,执行电机采用步进电机、超声电机和永磁直流电机。变倍系统两端靠电限位和机械限位来保证定位。