基于DSP的双足机器人运动控制系统设计
2 电机调速原理
系统用PWM波形给出无刷直流电机的转速信息，即利用电路一周期内的占空比变化，达到平均电压值的改变，以对应电机不同的速度值。
在TMS320F2812中可以通过配置定时周期寄存器的周期值和比较单元的比较值来产生PWM，周期值用于产生PWM波的频率，比较值用于产生PWM波的脉宽，改变比较值可以改变PWM波的占空比，改变周期值可以改变PWM波的频率。以事件管理器A为例，单路PWM信号的产生过程如下：
定时器1作为产生PWM信号的时基，通过控制寄存器T1CON和周期寄存器TlPR设置时钟周期，通过寄存器COMCONA设置比较单元的各个参数，产生出三角波信号，在寄存器CMPRl和ACTRA中分别设置比较值和比较输出方式，设定的比较值实时与三角波信号比较，得到相应占空比的PWM信号。将定时器计数器T1CNT设置为连续增计数方式时，产生非对称PWM波形，设定为连续增减计数方式时，可以得到对称的PWM波形。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/162977.htm
图2所示是对称PWM波形产生的原理：若PWM输出为高电平有效，则当三角波的当前值小于比较值时输出为低电平，当三角波的当前值大于比较值时输出为高电平；低电平有效时，则反之。
如果在寄存器DBTCONx中设置了死区时间值，则相应事件管理器所有PWM输出通道使用同一个死区值。由于加入了死区，PWM波高电平脉冲的宽度减少了一个死区时间，但是周期没有变化，所以高有效和低有效的PWM波形的占空比可分别用式(1)和(2)来计算。
通过调节占空比，可以调节输出电压，用这种无级连续调节的输出电压可以给出速度信息，因此可以通过调整PWM信号有效电平的宽度达到控制转速的目的。
3 硬件设计
整个硬件电路包括DSP芯片TMS320F2812、电源、JTAG仿真接口、通讯、RAM、PWM、A／D、I／O扩展、备用端口、电机驱动和光电信号处理等模块，其控制系统结构如图3所示。
双足机器人总电源采用24 V直流电源，为了满足DSP及外围电路的需要，需将电源转换成5 V，3．3 V和1．8 V。首先使用DC-DC变换器将24 V转换成5 V，再选用TPS767D318电源转换芯片将5 V转换成1．8 V和3．3 V。该芯片专门针对DSP设备提供稳压电源，为双电源输出，每路电源的最大输出电流为1 A，此外该芯片的电压漂移非常低，在最大输出电流为1 A的情况下为350 mV，每路输出还有过热保护、复位和监控输出电压等功能，能满足系统对电源性能的要求。
系统特别留有JTAG接口电路，使控制器可以通过TDS510仿真器连接到计算机，其仿真信号采用JTAG标准IEEEll49．1，使用双列14脚的插座，并将DSP上的EMU0和EMU1上拉连接至Vcc。
TMS320F2812自身集成CAN总线的控制模块，所以在外围电路中加入CAN总线收发器SN65HVD251D即可实现DSP与CAN总线的通信功能。为了确保在CAN总线传输信号的完整性，设计时在CAN总线的两根传输线之间加上150 Ω的电阻进行阻抗匹配，可以提高CAN总线传输信号的精度。
利用XINTF的区域O和区域1扩展一块存储容量为(64K×16)b的RAM存储器IS61LV6416-10T。其数据存取时间为10 ns，能满足高速运行的需要，工作电压为3．3 V，与DSP工作电压一致，无需电平转换电路。
此外，DSP控制系统中的I／0端口电压绝大部分为3．3 V，而外部信号一般为5 V，因此需要将外部5 V信号转换为符合DSP芯片要求的3．3 V信号，系统使用总线驱动器74LVX4245进行电平转换。
电机驱动电路采用全桥驱动三相无刷直流电机的控制方式，由于要独立控制5个电机，系统需按照前面的原理由DSP事件管理器生成PWM，并用其波形占空比给出转速信息，该信息结合转向、制动等信号通过控制电路转换后进行电机的调速，这里使用三相无刷直流电机控制器MC33035。驱动电机时，MC33035的输出信号施加到三相桥功率电路MPM3003上，决定功率开关器件开关频度及换流器换相时机，使其产生出供电机正常运行所需的三相方波，根据速度电压MC33035可改变底部半桥输出脉冲宽度，相当于改变供给绕组的平均电压，从而控制转速。
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