基于DSP与CAN总线的跟踪伺服控制器设计

2.3 A/D、D/A转换模块

根据转换通道数、精度和转换速度，D/A转换芯片选择BURR-BROWN公司的DAC7614。它是12位串行数模转换器，四路模拟输出，功耗只有20 mW,单次转换建立时间10 μs。使用单极性输出时，采用＋5 V供电；双极性输出时，采用±5 V供电。在此需要用到双极性输出，基准电压源选用LM336-2.5，负电压基准采用反相放大方式产生。为避免外电路对板内数字电路的干扰，需要对数字部分进行光电隔离。

A/D转换采用TMS320F2812内部集成的12位高速A/D转换器。由于它的A/D转换通道只能输入电压范围在0～3 V以内的模拟信号，因此需要对输入的双极性电压信号进行处理，具体电路如图3所示。图中D1和D3两个二极管将输入到DSP的电压钳制在0～3.3 V以内，这样有效地保护了DSP。同时为了提高A/D的转换精度，采样时还需要进行软件校准。原理是由于各A/D通道间的误差很小，所以将其中的两个A/D转换通道接在已知的固定电压信号上，在对信号采样前，先对这两个已知的固定电压信号进行采样，从而确定A/D的增益和偏移误差。



3 软件流程

系统上电后自动初始化各端口和相关变量，同时检测两个轴所停的位置和其他状态。如果各部分状态正常，则等待接收上位机开始指令，接收到开始指令后进入准备状态。因为整个跟踪系统需要同步工作才能产生有效的数据，所以需要等待外同步脉冲信号，在这里以外部中断的形式接收。然后一步步完成控制算法，当收到结束指令时完成所有工作。基本软件流程图如图4所示。



本文给出了一种基于DSP和CAN总线的光电跟踪系统伺服控制器的硬件结构和软件流程。实验证明，这种结构紧凑灵活，控制算法完全由控制器完成，使用CAN总线的方式传输上位机指令，安全可靠，易于扩展，使计算机完全从工作现场解脱出来，在工程应用中有重要意义。