基于DSP与FPGA的跟踪伺服运动控制器设计

　　2.4 其他模块

　　其他模块主要包括电源模块和通信接口模块。由于该控制器采用单＋5 V供电，因此在内部需要进行电压转换，主要包括3.3 V、1.9 V和1.2 V以及-5 V和±12 V。其中3.3 V、1.9 V和1.2 V采用的是一般的LDO电压转换芯片，而-5 V和±12 V则采用开关电源MC34063。由于DSP要求3.3 V上电在1.9 V之前，在这里选用通过3.3 V转1.9 V的方法，既保证了上电顺序，又能提高电源的转换效率。

　　通信接口模块包括1路CAN总线，1路RS232和2路RS422。设计时主要保证与系统的其他部分匹配，一般都采用通常的工业标准。

3 软件流程

　　为了提高控制的精度和响应速度，在硬件电路基础上增加位置环和速度环。其中位置和位置增量数据通过RS422从外部编码器传入，速度值数据通过由QEP电路产生。此外丰富的模拟信号输入通道还可以增加电流环和其他反馈量，进一步提高系统的响应速度和稳定性。基本软件流程图如图4所示。

　　系统上电后自动初始化各端口和相关变量，并等待接收上位机开始指令，接收到开始指令后进入准备状态。因为整个跟踪系统需要同步工作才能产生有效的数据，所以需要等待外部同步脉冲信号，在这里以外部中断的形式接收。然后逐步完成控制算法。当收到结束指令时完成所有工作。

　　本文给出了一种基于DSP和FPGA的光电跟踪系统伺服控制器的硬件结构和软件流程。实验证明，这种结构紧凑灵活，控制算法完全由控制器完成，使用CAN总线方式传输上位机指令，安全可靠，使计算机完全从工作现场解脱出来。