基于DSP的空間光通信APT運(yùn)動控制箱設(shè)計(jì)

　　4運(yùn)動控制箱軟件設(shè)計(jì)

　　4.1系統(tǒng)初始化設(shè)置

　　DSP上電復(fù)位后要進(jìn)行的初始化設(shè)置主要包括：系統(tǒng)設(shè)置、I／O端口設(shè)置、PWM(脈寬調(diào)制電路)輸出設(shè)置、串口通信設(shè)置以及LCD初始化設(shè)置。其中，液晶初始化需設(shè)置：圖形區(qū)首地址和寬度、文字區(qū)首地址和寬度，光標(biāo)形狀和是否閃爍、光標(biāo)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(dǎo)致系統(tǒng)初始化無法繼續(xù)。故編寫復(fù)位和中斷向量文件vectors.asm，使DSP上電后直接進(jìn)入DisableWatchdog()函數(shù)。該函數(shù)的功能為禁止看門狗，并跳轉(zhuǎn)到復(fù)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(shí)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(biāo)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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)高性能掃描，但算法實(shí)現(xiàn)相對復(fù)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(biāo)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(jī)執(zhí)行步長，從而通過控制電機(jī)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)蜂窩螺旋掃描算法，其程序代碼如下：

　　4.3精確跟蹤實(shí)現(xiàn)

　　運(yùn)動控制箱通過串口中斷實(shí)現(xiàn)信標(biāo)光的精確跟蹤。計(jì)算機(jī)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(biāo)，以固定的格式通過串口發(fā)送到運(yùn)動控制箱。DSP結(jié)合接收到的光斑坐標(biāo)執(zhí)行相應(yīng)的跟蹤操作。若當(dāng)前坐標(biāo)與設(shè)定位置之間存在偏差，則控制電機(jī)運(yùn)行到設(shè)定位置。電機(jī)運(yùn)行距離和運(yùn)行方向由當(dāng)前目標(biāo)與設(shè)定位置之間的關(guān)系得到處理。跟蹤精度由電機(jī)的執(zhí)行精度和坐標(biāo)提取精度共同決定。