DIY编程器网

标题: 基于DSP的激光打标控制器设计 [打印本页]

作者: liyf 时间: 2012-1-27 14:06
标题: 基于DSP的激光打标控制器设计

???? 随着激光打标机应用范围的不断扩大，对激光打标的速度和精度要求也越来越高。TI(德州仪器)公司的TMS320F2812DSP，是专门为工业控制应用而设计的高速处理器，应用其来开发激光打标控制器具有实际意义，文中设计的激光打标控制器应用前景广阔。
　　1 控制器的工作原理
　　振镜式激光打标控制器上位机是安装了打标软件的计算机，文字和图形通过图像处理成大量的打标数据，并在打标软件界面上显示出效果图。打标数据由USB总线传输到扩展存储器RAM上，再由DSP按顺序取出送入到D／A转换芯片中，D／A芯片转换后输出-5～5 V的模拟电压驱动扫描振镜和控制激光电源的功率，并由一路GPIO(通用输入／输出)引脚控制激光能量的开关，x、y轴振镜控制激光焦点在二维平面上有序移动来完成各种形式的文字、图形打标。
　　2 振镜式激光打标控制器的硬件电路设计
　　系统的原理框图如图1所示。振镜式激光打标控制器主要有USB通讯电路、扩展存储器电路、D／A转换电路和CPLD电路。

　　由于使用的振镜的驱动电压范围也是±5 V，在本系统中各通道的参考电压VREF(+)和VREF(-)分别接±2．5 V。精确±2．5 V参照电压在硬件电路设计中采用Microehip公司的专用2．5 V电压基准源MCPl525和OP运算放大器MCP606。如图3所示，+2．5 V的电压基准由MCPl525产生后，为了降低噪音，采用了RC低通滤波和MCP606，在这里MCP606作为电压跟随器使用。如图4所示，-2．5 V电压则由+2．5 V通过两个等值电阻和MCP606构成的分压器产生。

　　AD7836和DSP的引脚电压不同，故不能直接相连，系统中选用了SN74ALVCl64245芯片来隔离两边的数据总线。其输出使能控制引脚OE1和OE2均接低电平，数据线的方向DIR1和DIR2都接高电平，保证芯片输出端随输入端即时变化。
　　2．3 扩展数据存储器
　　存储器用来暂存从上位机传来的打标数据，外部扩展存储器采用IS61LV51216，为512 kB，16位的SRAM存储器，共有19位地址总线，16位数据总线。本系统中SARAM存取时间为10 ns，CMOS工艺，3．3 V供电，输入输出为TTL兼容，适合作为DSP的外部扩展存储器。存储器通过DSP的外部接口XINTF扩展，采用F2812的／XZCS6AND7引脚作为片选，因此对应于存储器映射的外部接口6区，地址范围为0X10 0000～0X17FFFF。
　　2．4 CPLD系统
　　本系统中CPLD采用Altera公司的MAX3000A系列的EPM3256A芯片，CPLD的固件用软件MAX+plusII设计。CPLD主要用来控制USB芯片的数据传输，并由其扩展出中断按键和液晶显示模块。另外DSP系统预留了多路GPIO接口，可以控制步进电机组成的多维运动控制平台。通过预留GPIO口并使用CPLD芯片，使系统的可扩展性增强。
　　3 控制器系统软件开发
　　控制系统的软件由两部分组成，上位机采用可视化面向对象语言VB 6．O设计，主要负责打标数据的产生和打包传输，以及用户界面实现人机交互；下位机DSP由C／C++编写系统程序，用TI公司提供的高效的C编译器和集成开发环境：代码工作室(CCS)来开发。控制系统的主要流程图如图5所示。

　　4 结束语
　　文中介绍了一种基于TMS320F2812DSP的激光打标控制器，采用了一个4路输出的D／A转换器来控制振镜和激光电源，高性能D／A转换模块使激光打标的速度和精度有较大提高，使用USB接口使打标控制器可以即插即用，且提升了数据传输的稳定性。系统上位机用Visual Basic编程，下位机用C语言编程，程序移植容易。开发出的打标系统在速度、精度上均达到了理想的效果。文中描述了软硬件系统，对振镜式激光打标控制器的设计有普遍的参考价值。

欢迎光临 DIY编程器网 (http://diybcq.com/)