基于DSP的公路划线车喷头定位系统研究

发布时间：2020-04-13 02:54

【摘要】： 随着DSP运算速度的提高和价格的下降，，其在控制系统中应用越来越广泛。本研究的目的是研究公路自动划线车的喷头定位系统，利用DSP的强大控制功能，设计喷头自动定位的硬件电路与控制软件，实现喷头精确定位。在DSP的TMS320LF2407结构原理基础上，重点研究了如何对三相步进电机实现驱动控制，利用TMS3202407事件管理器的PWM波形输出的原理，设计出DSP控制三相步进电机的硬件电路。控制系统设计中采用了高低压驱动的方法，将TI公司的DSP2000系列TMS320LF2407控制器事件管理器的输出信号，经过高速光耦HCPL4504隔离，再经过MOSFET驱动芯片UCC27321构成驱动电路，完成步进电机驱动的控制。同时采用模块化结构的DSP汇编语言编写相应软件控制程序。在硬件电路和软件设计的基础上，进一步研究步进电机控制喷头移动的机械执行传动机构，通过同步带轮传动方法带动滑动轨道上的喷头进行左右平移调节，实现喷头自动精确定位。最后，通过JTAG仿真器将硬件控制器与计算机相连，利用CCS(集成调试环境)对软件程序进行调试；实验分析表明：示波器输出的控制信号波形达到了系统设计的要求，说明所研制的控制系统，可作为研究平台，为下一步与上位机(超声波测距仪)技术进行匹配，实现整体系统联动奠定了基础。
【图文】：

传动机构,流水线操作

}}}}}}}}}}}}}}}}} RRROMMMMMRAMMMMM外部存储器接口口图1一 2DSP中的哈佛总线结构Figurel一 2Han刀ord， 5busstl” etureinDSP(2)流水线操作流水线操作与哈佛结构相关。为了加速DSP的指令执行速度，DSP芯片都采用流水线操作。在指令执行期间，指令流水线由几个阶段组成，根据不同的DSP，一条指令可以分为2一6个阶段不等。例如TMS32OLF2407流水线具有4个独立的阶段取指令、指令译码、取操作数、执行指令。这样在任何给定的操作之内，1一4条指令可以被激活，在同一时刻每条指令处于不同的阶段。图1一3表示单字、单周期指令且无等待状态执行的4级流水线操作。取指令!N指令译码 1N-1取操作数 1N-2指令执行l卜3 NNNNNNNN--111NNN--222卜卜 lllN+222 NNNNNN+111 NNNNNNNNNNN卜卜 11111图l一3四级流水线操作Figurel一 3PIPeliningoffourelass(3)专用的硬件乘法器在数字信号处理当中，乘法运算是出现频率最高的运算之一，乘法速度越快，DSP处理器的性能就越高。在通用的微处理器中

事件管理器,PWM输出,步进电机控制

‘‘91〔〔民 111 111112222222222222 11131444民 111图3一 6JTAG仿真接口Figure3石 JTAGemulationinterfaee3.2.5步进电机控制接口设计步进电机控制接口信号由事件管理器PWM输出，LF24O7中事件管理器是专门为电机控制而设计的专用模块。它能够产生可调死区的各种PWM波，可通过增量式光电编码器的接口测量电机的转速、转向和角位移，通过捕捉功能测量脉宽。在本系统的设计中，利用TMS320LF2407芯片事件管理器A的六个PWM输出来控制三相步进电机[25]一[29l，事件管理A的结构如图3一7所示。TMs320LF2407的每个引脚输出最大的电流是ZmA，而高速光祸HCPL4504输入电流一般要 10mA，所以在PWM输出与高速光祸HCPL4504中间设置缓冲器SN74LVC16244如图3一8所示
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP368.12;U415.5

【引证文献】