基于FPGA+单片机的调焦变倍系统设计
1．1 工作原理
人机交互模块通过通信模块向MCU发送调焦变倍命令，MCU通过中断接收到命令，实时传递给FPGA，FPGA接到命令后，依照命令向调焦变倍驱动电路发送相应的逻辑电平，调焦变倍驱动电路接到相应逻辑后，向相应的控制电机发送正转反转电压，使电机根据命令正转或反转。当电机转到限位位置时，光耦模块作为传感器检测到相应电机转到限位位置，把限位状态传递给FPGA，FPGA接到限位信号立刻向调焦变倍驱动电路发送信号，使其输出为零电压，电机立即停止转动。这里使用FPGA完成控制的优点在于通过对FPGA编程即可实现调焦变倍；监测电机转动位置；实时停止电机转动并行实现，当电机转动到限位位置能及时迅速地使电机停止。
1．2 FPGA控制模块及电机驱动模块
FPGA具有高集成度、高可靠性以及开发工具智能化等特点，目前逐步成为复杂数字电路设计的理想首选。此外FPGA可以通过编程实现硬件的逻辑功能，大大减少了硬件设计的复杂程度。因此本文以FPGA为核心器件进行调焦变倍驱动电路的设计，这里选用ALTERA公司的EP1K100 -208I，采用VHDL语言编程生成调焦变倍控制信号、限位信号检测逻辑、电机驱动模块使能控制信号。系统上电后，当MCU接收到人机交互机构发来的调焦变倍控制命令后，立即把该命令传递给FPGA，FPGA接到控制命令，转换成实际控制信号传递给电机驱动模块，电机驱动模块接到控制信号，产生相应的电压驱动电机转动，实现相机调焦变倍的控制。FPGA对电机驱动模块的控制原理图如图2所示。其中MFOCUS STOP、FOCUS STOP分别为FPGA向电机驱动模块发出的变倍电机和调焦电机控制使能信号；MFOCUS+、MFOCUS-为FPGA发送的变倍控制信号，FOCUS+、FOCUS-为FPGA发送的调焦控制信号；变倍电机+和变倍电机-为电机驱动模块输出的控制变倍电机转动的电压，调焦电机+和调焦电机-为电机驱动模块输出的控制调焦电机转动的电压。当相应电机转到限位点时，FPGA向对应使能端发送低电平信号，则无论相应的电机控制信号是何种状态，对应的电机驱动模块中的电压输出信号均为零电平，电机停止运动。当电机没有运动到限位点时，对应的使能端被FPGA置为高电平，FPGA通过向变倍控制端和调焦控制端发送相应信号，控制电机驱动模块输出相应电压。FPGA发送的使能信号、电机控制信号及电机驱动模块输出的电压的对应关系如表1和表2所示。其中X表示为任意电平。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/171484.htm
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