基于DSP芯片TMS320F2812的振鏡式激光打標控制器設計

　隨著(zhù)激光打標機應用范圍的不斷擴大，對激光打標的速度和精度要求也越來(lái)越高。TI(德州儀器)公司的TMS320F2812 DSP，是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)控制應用而設計的高速處理器，應用其來(lái)開(kāi)發(fā)激光打標控制器具有實(shí)際意義，文中設計的激光打標控制器應用前景廣闊。

　　1 控制器的工作原理

　　振鏡式激光打標控制器上位機是安裝了打標軟件的計算機，文字和圖形通過(guò)圖像處理成大量的打標數據，并在打標軟件界面上顯示出效果圖。打標數據由USB總線(xiàn)傳輸到擴展存儲器RAM上，再由DSP按順序取出送入到D/A轉換芯片中，D/A芯片轉換后輸出-5～5 V的模擬電壓驅動(dòng)掃描振鏡和控制激光電源的功率，并由一路GPIO(通用輸入/輸出)引腳控制激光能量的開(kāi)關(guān)，x、y軸振鏡控制激光焦點(diǎn)在二維平面上有序移動(dòng)來(lái)完成各種形式的文字、圖形打標。

　　2 振鏡式激光打標控制器的硬件電路設計

　　系統的原理框圖如圖1所示。振鏡式激光打標控制器主要有USB通訊電路、擴展存儲器電路、D/A轉換電路和CPLD電路。

　　2.1 USB通訊接口

　　USB通訊模塊采用Cypress公司的CY7C68013，USB與DSP的連接方法有FIFO和GPIF兩種，在本系統中采用了FIFO方式，讀寫(xiě)信號由CPLD和DSP提供。USB芯片的SLOE連接到DSP的外部中斷，其他控制信號由DSP通過(guò)CPLD譯碼后與USB芯片連接，DSP的數據線(xiàn)和兩路地址線(xiàn)直接與USB相連。

　　2.2 高速D/A轉換電路

　　數模轉換部分為控制器的關(guān)鍵部分。本系統中需要三路D/A，分別控制振鏡x軸和振鏡y軸以及激光功率。對于本系統AD7836的主要技術(shù)參數都符合要求：

　　(1)單片4路14位D/A轉換;(2)電壓輸出，最大電壓輸出范圍是±10 V;(3)輸出電壓的建立時(shí)間典型值為16 μs。

　　D/A電壓分辨率為：5 V/213=O.61 mV。雙極性和單極性電壓輸出相比電路省去了改變電壓極性的運算放大器，使電路得到簡(jiǎn)化。

　　Ad7836支持與16位以上微處理器和DSP的接口，包括14位數據線(xiàn)，3位地址線(xiàn)A0、A1、A2，控制信號CS、CLR、WR、SEL。CS處于低電平是AD7836被選中;只有CLR處于高電平時(shí)D/A轉換器內部數據寄存器值才能控制模擬電壓輸出值;WR為低電平有效，可以聯(lián)合CS使數據寫(xiě)入輸入緩存器內。SEL為高電平時(shí)用戶(hù)設定的寄存器E值輸出到VOUT，故可接地。當系統工作時(shí)，由于采用外部接口XINTF，對D/A芯片的操作和從SRAM中讀寫(xiě)數據一樣，控制D/A芯片的外部接口2區的起始地址是0X08 0000?？梢栽诔绦蛑须S時(shí)改變相應值來(lái)控制D/A轉換的電壓值，進(jìn)而控制打標點(diǎn)的位置。如要打標圖片，則可以按逐行掃描的方式輸出各打標點(diǎn)的位置和激光能量。