基于AVR單片機的自由立體顯示背光控制系統(tǒng)
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對于模型參數(shù)Q11，Q22和R，由PC機輔助計算得到。給定一組測量位置和實際位置，在Q11，Q22，R三維空間按等量的方法選取格點，分別訓(xùn)練不同參數(shù)下的Kalman濾波器對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，如果濾波后的位置與真實值越接近，就說明這組濾波器參數(shù)越優(yōu)秀。得到了最優(yōu)參數(shù)后，就可以按照前面的介紹，進(jìn)行不斷“預(yù)測一修正”的Kalman濾波，獲得精度更高的人眼位置(式(8))，并利用式(5)預(yù)測t／2時間后的人眼位置，此時增益矩陣：
1．3 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計
自由立體顯示系統(tǒng)由計算機、RS 232通信電路、單片機控制電路、驅(qū)動電路和LED照明陣列電路組成，結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/171894.htm
上位機完成人眼檢測算法，并且把人眼位置信息通過RS 232送給單片機。單片機選擇AVR系列中功能最強的ATmega128，主要完成對人眼位置數(shù)據(jù)的處理，然后按照一定的時序發(fā)送給驅(qū)動芯片?？刂齐娐犯翷ED照明陣列時，按地址逐個發(fā)送數(shù)據(jù)“1”或“0”，控制每一列LED的點亮與否。
2 硬件設(shè)計
2．1 驅(qū)動電路
根據(jù)背光源亮度恒定的要求，LED陣列的驅(qū)動采用聚積科技生成的16位恒流LED驅(qū)動芯片MBI5026，其內(nèi)建的CMOS移位緩存器與栓鎖功能，可以將串行輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行輸出的格式，電流的輸出值可以通過一個外接電阻進(jìn)行調(diào)整，高達(dá)25 MHz的時鐘頻率可以滿足大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?br />2．2 控制電路
ATmega128是ATMEL公司推出的一款8位RISC結(jié)構(gòu)高速低功耗單片機，在16 MHz時鐘頻率時系統(tǒng)性能可達(dá)16 MIPS，內(nèi)帶128 KB的FLASHRO M，4 KB的E2PROM、4 KB系統(tǒng)SRAM；可擴(kuò)展64 KB外部存儲器；兩個8位定時器／計數(shù)器，兩個16位定時器／計數(shù)器；兩路UART通信口，可工作在異步或同步方式。在與上位機通信的過程中，需要采用MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片將PC機串口輸出的RS 232電平轉(zhuǎn)換成單片機能接受的TTL電平。
3 軟件設(shè)計
軟件設(shè)計的總體思路是PC機檢測到人眼的位置信息，給出左眼的位置數(shù)據(jù)和右眼的位置數(shù)據(jù)，單片機在得到這兩個數(shù)據(jù)后，啟動TC1開始t／2時間的定時，同時開始Kalman濾波，使用由式(8)得到的濾波值刷新LED照明陣列。定時器中斷服務(wù)處理程序主要包括清零TCCR1B以停止定時器，按照t／2時刻人眼位置的預(yù)測值刷新LED照明陣列。這樣，在人眼檢測速率為每秒25幀的情況下，可以將LED的刷新速率提升到每秒50次，有效減輕了可視區(qū)域隨觀察者位置變化而帶來的跳躍感。
程序?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的初始化，包括I／O端口的初始化、TC1的初始化、中斷設(shè)置、串行口工作方式選擇、各種變量的初值裝入。波特率設(shè)置為115 200 b／s，數(shù)據(jù)格式采用8位數(shù)據(jù)位，1位起始位，1位停止位。初始化完成后，程序進(jìn)入等待狀態(tài)，若上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，則進(jìn)入相應(yīng)的串行口中斷服務(wù)處理程序，如圖4所示。
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