基于DSP的空間光通信APT運動(dòng)控制箱設計

　　4運動(dòng)控制箱軟件設計

　　4.1系統初始化設置

　　DSP上電復位后要進(jìn)行的初始化設置主要包括：系統設置、I／O端口設置、PWM(脈寬調制電路)輸出設置、串口通信設置以及LCD初始化設置。其中，液晶初始化需設置：圖形區首地址和寬度、文字區首地址和寬度，光標形狀和是否閃爍、光標指針、地址指針。為了保證顯示效果，還需執行一次清屏操作。由于清屏操作時(shí)間較長(cháng)，將自動(dòng)觸發(fā)看門(mén)狗，導致系統初始化無(wú)法繼續。故編寫(xiě)復位和中斷向量文件vectors.asm，使DSP上電后直接進(jìn)入DisableWatchdog()函數。該函數的功能為禁止看門(mén)狗，并跳轉到復位向量處。下面給出了該函數的核心代碼：

　　4.2掃描算法實(shí)現

　　掃描算法的核心是如何在最短時(shí)間內掃描覆蓋信標光的所有可能出現的區域。常見(jiàn)的掃描算法主要包括矩形掃描、螺旋掃描、矩形螺旋掃描、玫瑰形掃描及李薩如形掃描等。綜合考慮掃描性能與DSP實(shí)現難度，確定采用光柵螺旋掃描算法和蜂窩螺旋掃描算法。這兩種算法都能以較小的掃描步數實(shí)現大范圍的掃描策略，掃描重疊區域小，可在短時(shí)間內實(shí)現高性能掃描，但算法實(shí)現相對復雜。以蜂窩螺旋掃描算法為例，其蜂窩螺旋掃描排列方式如圖4所示。

　　圖中小圓代表一個(gè)掃描子區，以蜂窩狀六邊形方式重疊。每個(gè)子區的直徑為信標光發(fā)散角大小，從而得到相鄰兩個(gè)子區圓心間距離，即光柵螺旋掃描算法的掃描步長(cháng)。根據該掃描步長(cháng)分別得到水平和俯仰兩個(gè)方向電機執行步長(cháng)，從而通過(guò)控制電機運動(dòng)實(shí)現蜂窩螺旋掃描算法，其程序代碼如下：

　　4.3精確跟蹤實(shí)現

　　運動(dòng)控制箱通過(guò)串口中斷實(shí)現信標光的精確跟蹤。計算機或其他處理器(如TMS320DM642)處理CCD(電荷耦合器件)采集到的圖像，并提取出光斑坐標，以固定的格式通過(guò)串口發(fā)送到運動(dòng)控制箱。DSP結合接收到的光斑坐標執行相應的跟蹤操作。若當前坐標與設定位置之間存在偏差，則控制電機運行到設定位置。電機運行距離和運行方向由當前目標與設定位置之間的關(guān)系得到處理。跟蹤精度由電機的執行精度和坐標提取精度共同決定。