基于TMS320DM355的水下自主控制機器魚(yú)設計

視頻信號A／D轉換部分采用的器件是Philips公司生產(chǎn)的SAA7111A增強型視頻輸入處理器。該芯片的優(yōu)點(diǎn)在于集A／D轉換與解碼功能于一身且支持多制式解碼，且內部含有I2C接口，可簡(jiǎn)潔的通過(guò)I2C總線(xiàn)對其工作方式進(jìn)行設定。
在本系統中，主控芯片TMS320DM355通過(guò)I2C接口與SAA7111A的雙向數據線(xiàn)SDA和時(shí)鐘線(xiàn)SCL連接，對SAA7111A的工作方式進(jìn)行設置，并向其發(fā)送地址碼和控制量，控制SAA7111A完成視頻的轉換，并將轉換后的信息通過(guò)雙向數據線(xiàn)SDA串行讀入，然后進(jìn)行分析、處理，并產(chǎn)生各種控制信息。
TMS320DM355處理完采集的數字信號后產(chǎn)生適合的控制信號來(lái)控制舵機和電機，從而完成機器魚(yú)的自主運動(dòng)。同時(shí)TMS320DM355又可以將處理后的數字信號通過(guò)無(wú)線(xiàn)電發(fā)送轉置發(fā)送到岸上的主機。

3 系統的軟件設計
對該系統的軟件設計流程如圖3所示。在本系統的軟件設計中，系統上電初始化DSP，通過(guò)軟件模擬I2C總線(xiàn)時(shí)序，向SAA7111A發(fā)送寫(xiě)信號，設置SAA7111A的工作方式，具體流程為：DSP發(fā)出一個(gè)SAA7111A的地址(0xBA或0xBS)，并表明寫(xiě)操作，等待SAA7111A響應，DSP接收到SAA7111的響應后，再發(fā)出要配置寄存器的地址，等待SAA7111A響應，并在接收到SAA7111A的響應后，發(fā)送要配置的數據，之后等待SAA7111A響應，接受SAA7111A的響應，發(fā)送停止位后，結束一次配置。設定其工作寄存器，使其輸入的視頻格式為PAL式，且設定輸出的數據流為8bit。之后DSP發(fā)送開(kāi)始采集信號及對SAA7111A的控制信號。開(kāi)始采集視頻信號并實(shí)現A／D轉換。當一幀數據寫(xiě)入幀緩存后，DSP即產(chǎn)生中斷，先關(guān)閉SAA7111A的視頻輸出，然后對采集的信號進(jìn)行分析處理。處理完后根據結果產(chǎn)生各種控制信號控制機器魚(yú)中的各種電機和舵機，具體做法就是通過(guò)控制輸入到各個(gè)電機和舵機的控制信號的占空比實(shí)現電機轉速和舵機角度的控制，從而實(shí)現機器魚(yú)游動(dòng)方向和速度的控制，實(shí)現機器魚(yú)的自主運動(dòng)。當DSP完成控制命令后就控制SAA7111A，并重新發(fā)送開(kāi)始采集命令，繼續采集下一幀。

4 結束語(yǔ)
本系統設計將圖像采集與識別、運動(dòng)控制集成到一個(gè)系統中，能很好實(shí)現圖像的快速采集、存儲及數據處理功能，也實(shí)現了魚(yú)體的自主運動(dòng)控制，即使對于高分辨率要求的魚(yú)體游動(dòng)的前方數據(如障礙物等)也起到很好的采集與處理的功能。若將該系統配上更為優(yōu)化的程序，可以實(shí)現魚(yú)在水體情況較為復雜的環(huán)境下的自主運動(dòng)。若再配合無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置便可將魚(yú)體在水下采集的數據發(fā)給地面處理機，供研究人員分析，那么這樣的機器魚(yú)就可以應用到實(shí)際工程中了。