基于MSP430的小型望遠鏡防抖系統設計

　1 引 言

　　防抖系統正日益廣泛地應用于照相機和望遠鏡等光學(xué)設備中。防抖主要分為光學(xué)防抖和電子防抖，光學(xué)防抖通過(guò)光學(xué)器件進(jìn)行影響穩定；電子防抖采用軟件的方法，針對數字圖像設計基于圖像處理的影像穩定算法[1]。對于望遠鏡來(lái)說(shuō)，在放大視角的同時(shí)，也會(huì )將手的抖動(dòng)造成的影像晃動(dòng)放大，在高倍望遠鏡中尤其明顯。天文望遠鏡、軍用望遠鏡等高倍望遠鏡在使用時(shí)通常需要配合三腳架，而大多數的手持望遠鏡在沒(méi)有影像穩定措施的情況下觀(guān)察效果受到擾動(dòng)。如果觀(guān)察者站在車(chē)、船、飛機上時(shí)，晃動(dòng)的影響更加嚴重，即使把望遠鏡裝到三角架上，也不能消除晃動(dòng)的影響。因此，開(kāi)發(fā)適合望遠鏡使用的影像穩定系統已經(jīng)成為一項迫切的任務(wù)，防抖動(dòng)望遠鏡將會(huì )具有很大的市場(chǎng)前景。

　　影像穩定屬于跟蹤控制問(wèn)題。文獻 [2]設計了一種采用形狀可變的流體棱鏡進(jìn)行抖動(dòng)補償的方法。本文設計了以 MSP430單片機為核心的防抖控制系統，給出了系統硬件設計電路，使用 C430語(yǔ)言進(jìn)行軟件調試，以實(shí)現對望遠鏡防抖系統的有效控制。

2 系統硬件設計

　　望遠鏡防抖系統原理如圖 1所示，其原理是：在望遠鏡光路中加入一組可動(dòng)鏡片，稱(chēng)為補償鏡片。補償鏡片在自身所在平面內做上下左右兩個(gè)自由度的運動(dòng)，來(lái)糾正因手在俯仰和偏航方向的抖動(dòng)所引起的光線(xiàn)偏轉，使光線(xiàn)仍然按照期望的軌跡到達目鏡，從而達到穩定影像的目的。

　　該系統硬件主要有以下幾部分組成：感知望遠鏡抖動(dòng)的陀螺儀 CG-L53B；鏡片伺服直線(xiàn)電機的集成功率放大器 TCA0372；MCU采用 MSP430F169芯片；做電源穩壓的 MAX8863芯片?！?/span>