機(jī)械手視覺(jué)系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì)攻略 —電路圖天天讀（79）

　　機(jī)械手的三塊控制器的控制芯片都為2407DSP，雖然三塊控制器實(shí)現(xiàn)的功能不同，但在硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)按照DSP 管腳的功能，設(shè)計(jì)外圍電路如下：

　　PWM 管腳：DSP 的每個(gè)事件管理器都有與比較單元相關(guān)的PWM 電路，能夠產(chǎn)生六路帶可編程死區(qū)和輸出極性的PWM 輸出，但是都是成對(duì)輸出的，對(duì)于本控制器需要的獨(dú)立的輸出，每個(gè)事件管理器只有3 路，一個(gè)DSP 有兩個(gè)事件管理器，可以獨(dú)立的輸出6 路PWM 波。液壓控制器需要6 路PWM 波驅(qū)動(dòng)電業(yè)比例閥，而伺服電機(jī)控制器需要4 路0-5V 的加速器信號(hào)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，在設(shè)計(jì)電路時(shí)將這兩種電路設(shè)計(jì)在一起，并制成印刷電路板，焊板時(shí)按每板的功能焊接即可，液壓控制器需要輸出PWM 波形，芯片用LM393 做比較器，此時(shí)電阻R19 和電容C71 不焊即可，但要有R21 上拉電阻，R17 和R18 將2 腳電壓分在1.7V 左右比較合適。伺服控制器需要輸出0-5V 電壓芯片用LM2904 做運(yùn)放用，焊電阻R19 和電容C17不用MOS 管、R21 和外接電源，也不用焊R17，直接將DSP 輸出0-3.3V 電壓放大到0-5V 輸出。PWM/電壓輸出電路圖見(jiàn)圖：

　　IO 口：DSP 的數(shù)字I/O 口模塊具有控制專(zhuān)用I/O 和復(fù)用引腳的功能，可以輸出輸入高低電平信號(hào)，根據(jù)其功能將其設(shè)計(jì)成開(kāi)關(guān)量輸出，輸入，并用其控制繼電器，作為控的開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)量輸入只要用電阻分壓即可，開(kāi)關(guān)量輸出使用光耦隔離，本設(shè)計(jì)用的光耦PC817，比較適合DSP 使用。當(dāng)DSP 輸出高電平時(shí)繼電器吸合，CNETA1 和CNETA2 兩腳導(dǎo)通繼電器電路圖見(jiàn)圖：

　　圖2 繼電器電路圖

　　QEP 電路：DSP 的每個(gè)時(shí)間管理器都有一個(gè)正交編碼器脈沖（QEP）電路。當(dāng)QEP電路被使能時(shí)可以對(duì)CAP1/QEP1 和CAP2/QEP2（對(duì)于EVA 模塊）引腳上的正交編碼輸入脈沖進(jìn)行解碼和計(jì)數(shù)。正交編碼脈沖電路可用于連接光電編碼器以獲得旋轉(zhuǎn)機(jī)械的位置和速率。伺服電機(jī)控制器需要使用QEP 電路，由于一個(gè)伺服電機(jī)控制器需要控制4 臺(tái)伺服電機(jī)，所以碼盤(pán)信號(hào)使用74153 芯片選擇輸入，同時(shí)碼盤(pán)的每路信號(hào)都有正負(fù)兩根線(xiàn)通過(guò)運(yùn)放放大后再到74153 選擇后輸入DSP，碼盤(pán)選擇電路見(jiàn)圖：

　　圖3 碼盤(pán)選擇電路

電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評(píng)分析：

　　本文介紹了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中PWM/電壓輸出電路、IO 口電路與QEP 電路設(shè)計(jì)，使得開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)電路介紹將數(shù)字技術(shù)與攝像頭、傳感器、電機(jī)和其他外設(shè)集成來(lái)輕松構(gòu)建 3D 點(diǎn)云。整個(gè)機(jī)器人車(chē)現(xiàn)在可以完成所需功能，同時(shí)也完全符合視覺(jué)設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，為將來(lái)的批量生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，市場(chǎng)潛力巨大。
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