基于dsp小型地面移動機器人運動控制系統設計畢業設計-資料下載頁

【導讀】隨著移動機器人的智能化程度越來越高，對機器人控制器的要求也在不。斷提高，這就要求控制器具有良好的實時性和快速響應能力。這些電路包括DSP最小系統、電機驅動、電機。ARM主控制器與DSP分布式控制器之間利用CAN總線進行通信。在設計硬件電路和控制算法基礎之上，完成了DSP控制軟件的設計。設計主要包括主程序設計及各種中斷子程序設計。

　　

【正文】 NB46ADCINB57ADCINB68ADCINB79ADCREFM10ADCREFP11AVSSREFBG12AVDDREFBG13VDDA114VSSA115ADCRESEXT16X M P / M C17XA018VSS19G P I O F 13 M D R A20XD021G P I O F 12 M D X A22VDD23XD124G P I O F 9 M C L K R A25G P I O F 10 M F S X A26XD227G P I O F 8 M C L K X A28G P I O F 11 M F S R A29XD330VDDIO31VSS32XD433G P I O F 2 S P I C L K A34G P I O F 3 S P I S T E A35XD536VDD37VSS38XD639G P I O F 0 S P I S I M O A40G P I O F 1 S P I S O M I A41X R D42XA143X Z C S 0 A N D 144G P I O B 0 P W M 745G P I O B 1 P W M 846G P I O B 2 P W M 947G P I O B 3 P W M 1 048G P I O B 4 P W M 1 149G P I O B 5 P W M 1 250X R / W51VSS52G P I O B 6 T 3P W M _ T 3 C M P53XD754G P I O B 7 T 4P W M _ T 4 C M P55VDD56G P I O B 8 C A P 4 _ Q E P 357VSS58G P I O B 9 C A P 5 _ Q E P 459G P I O B 1 0 C A P 6 _ Q E P I 260G P I O B 1 3 C 4T R I P61G P I O B 1 4 C 5T R I P62G P I O B 1 5 C 6T R I P63VDDIO64XD865TEST266TEST167XD968VDD3VFL69VSS70G P I O B 1 1 T D I R B71G P I O B 1 2 T C L K I N B72X D 1 073X D 1 174VDD75X276X1/XCLKIN77VSS78G P I O D 5 T 3C T R I P _ P D P I N T B79XA280VDDIO81X H O L D A82G P I O D 6 T 4C T R I P / E V B S O C83X W E84XA385VSS86G P I O F 6 C A N T X A87X Z C S 288G P I O F 7 C A N R X A89G P I O G 4 S C I T X D B90G P I O G 5 S C I R X D B91G P I O A 0 P W M 192G P I O A 1 P W M 293G P I O A 2 P W M 394G P I O A 3 P W M 495X D 1 296X D 1 397G P I O A 4 P W M 598VSS99VDD100G P I O A 5 P W M 61 01G P I O A 6 T 1P W M _ T 1 C M P1 02XA41 03G P I O A 7 T 2P W M _ T 2 C M P1 04VSS105G P I O A 8 C A P 1 _ Q E P 11 06G P I O A 9 C A P 2 _ Q E P 21 07XA51 08G P I O A 1 0 C A P 3 _ Q E P I 11 09G P I O D 0 T 1C T R I P _ P D P I N T A1 10XA61 11VDD112VSS113VDDIO114G P I O D 1 T 2C T R I P / E V A S O C1 15G P I O A 1 1 T D I R A1 16G P I O A 1 2 T C L K I N A1 17XA71 18XCLKOUT119VSS120XA81 21G P I O A 1 3 C 1T R I P1 22G P I O A 1 4 C 2T R I P1 23G P I O A 1 5 C 3T R I P1 24XA91 25TMS126TDO127VDD128VSS129X A 1 01 30TDI131X A 1 11 32X Z C S 6 A N D 71 33TESTSEL134TRST135TCK136EMU0137X A 1 21 38X D 1 41 39GPIOF14XF_XPLLDIS140X A 1 31 41VSS142VDD143X A 1 41 44VDDIO145EMU1146X D 1 51 47X A 1 51 48G P I O E 0 X I N T 1_ X B I O1 49G P I O E 2 X N M I _ X I N T 131 50G P I O E 1 X I N T 2_ A D C S O C1 51X A 1 61 52VSS153VDD154G P I O F 4 S C I T X D A1 55X A 1 71 56G P I O F 5 S C I R X D A1 57X A 1 81 58X H O L D1 59XRS160X R E A D Y1 61VDD1162VSS1163ADCBGREFIN164VSSA2165VDDA2166ADCINA7167ADCINA6168ADCINA5169ADCINA4170ADCINA3171ADCINA2172ADCINA1173ADCINA0174ADCLO175VSSAIO176U1T M S 32 0 F 2 8 1 2P G F 圖 39 無源晶體與 DSP 的連接電路 2. DSP 復位電路設計 對于實際的 DSP 應用系統，特別是產品化的 DSP 系統，可靠性是一個不容忽視的問題。實際上 DSP 系統的時鐘頻率較高，在運行時極有可能發生干擾和被干擾的現象，嚴重時系統可能會出現死機現象 [10]。 為 克服這種情況，除 在軟件上 采取 一些保護措施外，硬 件 上也必須做相 應處理。最有效的措施 是采用具有監視功能 的自動復位電路 。 自功復位電路除了具有上電復位功能外，還具有監視 系統運行并在系統發生故障或死機時再次進行復位的能力。 其 基本原理 是 提供一個用于監視系統運行的監視線，當系統正常運行時，第三 章 控制系統硬件電路 設計 17 在規定的時間內給監視線提供一個高低電平發生變化的信號 。 如果在規定的時間內 此 信號不發生變化，自動復位電路就認為系統運行不正常， 對系統進行復位。 圖 310 為 復位電路 原理圖。由于上拉電阻 R1 的作用，復位端保持高電平，當按下按鈕 SW 時，復位端產生一個低電平，使得 DSP 復位。圖中 C1 的作用是消除抖動， C2 協助 實現上電復位。本 設計 的復位電路 體現在 DSP 電源電路中。 R11KV D D 33S W 1C11 03R E S E TC21 0u F 圖 310 復位電路原理 3. DSP 電源設計 TMS320LF2812 是一種低 功 耗 DSP，工作電壓為 ，需要設計專門的電源電路來滿足要求。 DSP 最小 系統一般有兩種電壓 ： 核供電 （ ） 和 I/O 供電（ 為 ） ， 兩者供電是分開的。 同時 ， 由于芯片的 A/D 模塊屬于模擬電路部分，為減少數字電路部分對這部分的干擾，要求提供相隔離的電源電路 。可以 選用兩個電源芯片 ，也可以使用 一個電源芯片，但是通過電感或者磁珠進行隔離 [11]。 DSP 電源加 電順序 ： 核電壓要比 I/O 電壓先加載 , 至少要同時加載 。其 原因在于： 若 只有 CPU 內核獲得供電，周邊 I/O 沒有供電，對芯片不會產生任何損害 ，只是沒有輸入 /輸出能力而已；如果反過來，周邊 I/O 得到供電而 CPU 內核沒有加電，那么芯片緩沖 /驅動部分的三極管將 在 一個未知狀態下工作，這是非常危險的。在有一定安全措施保障的前提下，允許兩個電源同時加電，兩個電源都必須在 25ms 內達到規定電平的 95%[12]。如果 I/O 電壓存在而核電壓不存在，會損害內核。同時電源關閉也應該遵循這樣的條件。 一般有如下三種 方法： 方法一 ： 兩 個電同時上 ， 選用兩款同樣的電壓芯片 ,只是其輸出電壓可調； 方法二 ： 選用帶雙路輸出的電源芯片 ， 芯片上有 控制兩路 輸出順序 的 管腳 ； 方法三 ：使用 兩個不同的電源芯片 ， 芯片上有相當于輸出使能的管腳 。 以下給出具體實現方案： 方案一 ： 采用 TPS767D301 作為電源芯片，電路如圖 311 所示。 TPS767D301第三 章 控制系統硬件電路 設計 18 芯片可以輸出 和 電壓，具有電源監控功能，能夠在電源電壓波動時及時給 DSP 復位，確保系統運行的穩定性。 C20 .1 u FC30 .1 u FC40 .1 u FNC1NC21 G N D31 E N41 I N51 I N6NC72 E N10NC82 G N D92 I N112 I N12NC13NC14NC15NC162 O U T172 O U T18NC19NC20NC212 R E S E T221 O U T231 O U T241 F B / N C25NC26NC271 R E S E T28T P S 7 6 7 D 3 0 1L1R13 0 1 KQ12 N 2 2 2 2C34 7 u FVDD5R21 0 KR33 0 1 KR42 5 0 KR5 1 8 . 2 KL2L3C53 3 u FC63 3 u FC73 3 u FC83 3 u FV D D 1 8V D D 3 3 圖 311 應用 TPS767D301 芯片的 DSP 電源電路圖 方案二： 采用 TPS70151 作為電源芯片，電路如圖 312 所示。 TPS70151 除了可以穩定輸出 、 電壓外，同時具有復位功能 。 TPS70151 復位腳與DSP 復位腳相連接，當電源電路出現波動時，其復位腳可以輸出 200ms 的復位信號，保證 DSP 芯片復位。 該芯片同時具有手動復位功能。另外 TPS70151 的SEQ 引腳接地，保證了電源上電順序的要求。 S1SWMR1NC1V I N 12V I