主控板軟件設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)置

　　主控板硬件完成模塊管理、設(shè)備通訊及機(jī)器人定位脈沖檢測(cè)等內(nèi)容。在實(shí)際應(yīng)用中，主控板硬件還負(fù)責(zé)超聲波測(cè)距的軟件管理。

　　主控板硬件中只有主控板控制器需要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。主控板控制器TMS320LF2407A的主要任務(wù)是超聲波測(cè)距的軟件設(shè)計(jì)管理和其他一些基本設(shè)置內(nèi)容，包括電機(jī)碼盤(pán)的正交編碼脈沖檢測(cè)。初始選定TMS320LF2407A作為主控板控制器是考慮到此控制系統(tǒng)可以作為以后機(jī)器人應(yīng)用的平臺(tái)，可以在TMS320LF2407A里嵌入實(shí)時(shí)系統(tǒng)，提升系統(tǒng)性能，方便接口開(kāi)發(fā)。

　　主控板控制器的軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容包括模塊初始化、串口通訊、正交編碼脈沖檢測(cè)和超聲波測(cè)距軟件。這里介紹模塊初始化串口通訊和正交編碼脈沖檢測(cè)等內(nèi)容。

　　復(fù)位向量地址為程序入口，然后程序進(jìn)行初始化。初始化內(nèi)容包括擴(kuò)展方式、溢出方式、DARAM、倍頻、JTAG等基本配置。另外還有使用的相關(guān)I/O的設(shè)置、程序使用相關(guān)定時(shí)器的設(shè)置、程序使用相關(guān)中斷的設(shè)置和串口通訊的相關(guān)設(shè)置。這些配置都是控制器使用的基本配置流程。初始化之后會(huì)開(kāi)啟相關(guān)的中斷程序，隨后進(jìn)入超聲波測(cè)距程序，并一直循環(huán)。中斷服務(wù)程序處于就緒狀態(tài)，一旦有中斷發(fā)生，中斷服務(wù)程序立即執(zhí)行。

　　在TMS320LF2407A的所有程序中，需要對(duì)其串口的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收程序做說(shuō)明。異步通信使用三條線(地線、發(fā)送線、接收線)連接采用RS 232格式的終端。發(fā)送各位依次為一個(gè)起始位、l～8個(gè)數(shù)據(jù)位、可選的一個(gè)奇偶校驗(yàn)位、1~2個(gè)停止位。因此串口通訊能夠傳輸?shù)淖畲蟮臄?shù)據(jù)單位為8位，即一個(gè)字節(jié)。在設(shè)計(jì)中控制器和各終端會(huì)有各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)交流，如整形數(shù)據(jù)和浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，因此需要對(duì)串口發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

　　四個(gè)字節(jié)的單精度浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸，因?yàn)榇诿看巫疃嘀荒軅鬏斠粋€(gè)字節(jié)，所以只需要把每個(gè)四字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字節(jié)形式發(fā)送即可，設(shè)計(jì)中采用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的方式完成。數(shù)據(jù)接收的時(shí)候也可以采取同樣的處理方式，反向轉(zhuǎn)換即可。另外在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換上也可選擇共用體來(lái)實(shí)現(xiàn)，共用體的實(shí)質(zhì)和上面講述的類(lèi)型轉(zhuǎn)換是一樣的，只是共用體的各個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型占用的存儲(chǔ)空間是共同的，對(duì)于這個(gè)存儲(chǔ)空間，共用體定義的任何結(jié)構(gòu)類(lèi)型變量都可以調(diào)用。上位機(jī)里的串口數(shù)據(jù)處理采用的是這種方法，十分方便。

　　對(duì)于正交編碼脈沖的檢測(cè)，TMS320LF2407A具有獨(dú)立的正交編碼脈沖單元，只要對(duì)單元寄存器進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)置即可得到機(jī)器人驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)行方向和距離參數(shù)。TMS320LF2407A將這些數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送到上位機(jī)，由上位機(jī)建模，對(duì)數(shù)據(jù)加以處理后得到機(jī)器人的位姿信息。

　　本主控板控制器協(xié)調(diào)上位機(jī)和各模塊的工作，軟件設(shè)計(jì)中詳細(xì)講述串口傳輸中的數(shù)據(jù)類(lèi)型處理問(wèn)題。利用單片機(jī)PWM外設(shè)生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并通過(guò)光電碼盤(pán)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)調(diào)速。超聲波測(cè)距模塊已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，超聲波測(cè)距模塊軟件程序采用通用的渡越時(shí)間法完成距離的測(cè)量，并通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)多超聲波測(cè)距模塊的分時(shí)工作。

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