伺服跟踪系统

方案论证

DSP 的选取

在研制基于DSP的伺服跟踪系统的过程中，我们将先进的数字信号处理技术、高速的数字信号处理器(DSP)应用于伺服系统中，设计一种新型的基于DSP的伺服跟踪系统。这种基于DSP的伺服跟踪系统相比于目前普遍应用的基于工控机的或者基于单片机的伺服系统不但在性能上有了很大的提高，有效地降低了系统的功耗、体积，使该系统的应用领域和应用环境更为广泛，而且该系统的成本比采用工控机的方式也大为降低。

且以高速数字信号处理器（DSP）TMS320F240为中央处理单元，配以极少的外围电路构成了检测器的核心控制部件等优点简介如下：

TMS320F240是美国TI公司专为数字电机控制应用而推出的一种低价格，高性能16位定点运算DSP。TMS320F240系列将高性能的DSP内核和丰富的微控制器外设功能集于一身，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案。

TMS320F240的主要性能如下：

1.指令周期为50µs且大多数指令为单周期；

2.面向电机控制的“事件管理器”模块：

     （1）3个通用定时器，可输出3路比较/PWM脉冲；

     （2）3个全比较单元，可输出3对带死区控制的比较/PWM脉冲；

     （3）3个单比较单元，可输出3路比较/PWM脉冲；

     （4）4个捕获引脚，用于高速I/O 管理；

     （5）正交编码脉冲单元，可直接连接光电编码器；

3.两组各8路10位10µs的A/D转换器；

4.串行通信接口（SCI）和串行外设接口（SPI）；

5.看门狗定时器和实时中断定时器；

6.片内ROM或Flash存储器。

本方案的主要优点：

1.速度快，执行速度达到20MIPS，几乎所有的指令可以在50µs的单周期内完成，如此高的性能非常适合实时数据采集。

2.硬件结构简单，DSP片内具有十位A/D转换器，不需要外接A/D转换器，并且还具有丰富的可编程多路复用I/O引脚。

3.软件编程灵活，可采用C语言与汇编语言混合编程

力矩电机的选取

从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动自动控制系统有调速系统、位置随动系统、伺服跟踪系统、多电动机同步控制系统等多种类型，而各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因为本系统是伺服跟踪系统，且根据伺服跟踪系统的转动惯量和负载所需要的最大速度，最大加速度的要求。本系统采用直接驱动转台，因为该电机具有力矩大，体积小，重量轻，响应速度快，不需要冲磁等特点，并能在长期堵转或低速运行时产生足够大的转矩，因此采用直流力矩电机来控制实现的。

三．键盘显示的设计

     在键盘显示中选用HD7279A作为键盘显示接口电路由于HD7279A是一种管理键盘和LED显示器的专用智能控制芯片。它能对8位共阴极LED显示器或64个LED发光管进行管理和驱动，同时能对多达8又8的键盘矩阵的按键情况进行监视，具有自动消除键抖动并识别按键代码的功能，从而可以提高CPU工作的效率。HD7279A和微处理器之间采用串行接口，其接口电路和外围电路简单，占用口线少，加之它具有较高的性能价格比。