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时间:2022-01-08
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1、自动调焦系统设计论文1工作原理自动调焦系统利用精密线绕电位器检测准直镜的位置,由电位器的中心抽头取出的电压、温度采样值和接收的主控计算机距离信息送DSP进行运算,得出误差电压值。如果误差电压不等于零,DSP送出驱动脉冲,经功率模块放大驱动步进电机转动,通过机械传动带动准直镜移动,同时也带动检测电位器的转轴向减小误差电压的方向旋转,直至误差趋近于零,系统处于平衡状态,以达到最佳的成像效果。2系统设计2.1DSP模块第4页共4页采用DSP(TMS320F2812)作为自动调焦系统核心。TMS320F2812是TI公司针对数字控制领域而推出的,具有控制精度高、速度快、使
2、用灵活以及集成度高等优点,已广泛应用于工业自动化、光学网络以及自动化控制等领域。TMS320F2812的CPU运行速率可以达到150MIPS,数据总线为32位,内部集成乘法累加器,指令采用流水线处理,使得数据处理的能力大大增强;同时在片内还集成了128KBx16位的Flash存储器和18KBx16位的SARAM存储器。针对数字控制领域,还集成了两个事件管理器(可以发送12路PWM信号),为电机及功率变换控制提供了良好的控制功能,还兼有死区控制功能。本系统并没有使用TMS320F2812全部外设接口,而只是使用其中的一小部分,如GPIO接口和EVA/EVB接口。由于
3、采用可编程逻辑器件(FPGA),使得DSP的硬件电路设计非常简单。将DSP的数据总线、地址总线、读写控制线以及中断信号线都引入到FP-GA中,根据特定的要求,在FPGA内完成时序和逻辑设计,如为TL16C654、AD7864提供地址选通信号等。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,还需要在FPGA内完成扩展I/O口的功能。2.2FPGA模块选用Cyclone系列FPGA中的EP1C12Q240C8作为整个系统的时序和逻辑控制核心,EP1C12Q240C8提供12060个逻辑单元(LE)和173个I/O口,可以内嵌4K的RAM。采用模
4、块化的设计思想,对FPGA设计进行模块分解,FPGA需要扩展I/O口的功能,产生PWM调宽波信号,还需要为TL16C654和AD7864提供片选和读写信号等。TL16C654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TL16C654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。在设计FPGA时,采用VHDL开发语言,在Quar-tusII环境下开发程序。根据FPGA的设计框图,在设计程序时采用模块化的设计思想。每个模块都独立设计(即每个模块都是一个文件)
5、,最后建立一个顶层文件,将各个模块有机地联结起来。2.3串行收发模块第4页共4页自动调焦系统与主控计算机通信时,必须要提供串行通信接
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