基于DSP的空間光通信APT運動控制箱設計

　　4運動控制箱軟件設計

　　4.1系統(tǒng)初始化設置

　　DSP上電復位后要進行的初始化設置主要包括：系統(tǒng)設置、I／O端口設置、PWM(脈寬調(diào)制電路)輸出設置、串口通信設置以及LCD初始化設置。其中，液晶初始化需設置：圖形區(qū)首地址和寬度、文字區(qū)首地址和寬度，光標形狀和是否閃爍、光標指針、地址指針。為了保證顯示效果，還需執(zhí)行一次清屏操作。由于清屏操作時間較長，將自動觸發(fā)看門狗，導致系統(tǒng)初始化無法繼續(xù)。故編寫復位和中斷向量文件vectors.asm，使DSP上電后直接進入DisableWatchdog()函數(shù)。該函數(shù)的功能為禁止看門狗，并跳轉到復位向量處。下面給出了該函數(shù)的核心代碼：

　　4.2掃描算法實現(xiàn)

　　掃描算法的核心是如何在最短時間內(nèi)掃描覆蓋信標光的所有可能出現(xiàn)的區(qū)域。常見的掃描算法主要包括矩形掃描、螺旋掃描、矩形螺旋掃描、玫瑰形掃描及李薩如形掃描等。綜合考慮掃描性能與DSP實現(xiàn)難度，確定采用光柵螺旋掃描算法和蜂窩螺旋掃描算法。這兩種算法都能以較小的掃描步數(shù)實現(xiàn)大范圍的掃描策略，掃描重疊區(qū)域小，可在短時間內(nèi)實現(xiàn)高性能掃描，但算法實現(xiàn)相對復雜。以蜂窩螺旋掃描算法為例，其蜂窩螺旋掃描排列方式如圖4所示。

　　圖中小圓代表一個掃描子區(qū)，以蜂窩狀六邊形方式重疊。每個子區(qū)的直徑為信標光發(fā)散角大小，從而得到相鄰兩個子區(qū)圓心間距離，即光柵螺旋掃描算法的掃描步長。根據(jù)該掃描步長分別得到水平和俯仰兩個方向電機執(zhí)行步長，從而通過控制電機運動實現(xiàn)蜂窩螺旋掃描算法，其程序代碼如下：

　　4.3精確跟蹤實現(xiàn)

　　運動控制箱通過串口中斷實現(xiàn)信標光的精確跟蹤。計算機或其他處理器(如TMS320DM642)處理CCD(電荷耦合器件)采集到的圖像，并提取出光斑坐標，以固定的格式通過串口發(fā)送到運動控制箱。DSP結合接收到的光斑坐標執(zhí)行相應的跟蹤操作。若當前坐標與設定位置之間存在偏差，則控制電機運行到設定位置。電機運行距離和運行方向由當前目標與設定位置之間的關系得到處理。跟蹤精度由電機的執(zhí)行精度和坐標提取精度共同決定。