基于FPGA+單片機(jī)的調(diào)焦變倍系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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1．1 工作原理
人機(jī)交互模塊通過(guò)通信模塊向MCU發(fā)送調(diào)焦變倍命令，MCU通過(guò)中斷接收到命令，實(shí)時(shí)傳遞給FPGA，FPGA接到命令后，依照命令向調(diào)焦變倍驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送相應(yīng)的邏輯電平，調(diào)焦變倍驅(qū)動(dòng)電路接到相應(yīng)邏輯后，向相應(yīng)的控制電機(jī)發(fā)送正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)電壓，使電機(jī)根據(jù)命令正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)到限位位置時(shí)，光耦模塊作為傳感器檢測(cè)到相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)到限位位置，把限位狀態(tài)傳遞給FPGA，F(xiàn)PGA接到限位信號(hào)立刻向調(diào)焦變倍驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送信號(hào)，使其輸出為零電壓，電機(jī)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這里使用FPGA完成控制的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)對(duì)FPGA編程即可實(shí)現(xiàn)調(diào)焦變倍；監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置；實(shí)時(shí)停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并行實(shí)現(xiàn)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到限位位置能及時(shí)迅速地使電機(jī)停止。
1．2 FPGA控制模塊及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
FPGA具有高集成度、高可靠性以及開(kāi)發(fā)工具智能化等特點(diǎn)，目前逐步成為復(fù)雜數(shù)字電路設(shè)計(jì)的理想首選。此外FPGA可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)硬件的邏輯功能，大大減少了硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。因此本文以FPGA為核心器件進(jìn)行調(diào)焦變倍驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，這里選用ALTERA公司的EP1K100 -208I，采用VHDL語(yǔ)言編程生成調(diào)焦變倍控制信號(hào)、限位信號(hào)檢測(cè)邏輯、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊使能控制信號(hào)。系統(tǒng)上電后，當(dāng)MCU接收到人機(jī)交互機(jī)構(gòu)發(fā)來(lái)的調(diào)焦變倍控制命令后，立即把該命令傳遞給FPGA，F(xiàn)PGA接到控制命令，轉(zhuǎn)換成實(shí)際控制信號(hào)傳遞給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接到控制信號(hào)，產(chǎn)生相應(yīng)的電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)相機(jī)調(diào)焦變倍的控制。FPGA對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的控制原理圖如圖2所示。其中MFOCUS STOP、FOCUS STOP分別為FPGA向電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出的變倍電機(jī)和調(diào)焦電機(jī)控制使能信號(hào)；MFOCUS+、MFOCUS-為FPGA發(fā)送的變倍控制信號(hào)，F(xiàn)OCUS+、FOCUS-為FPGA發(fā)送的調(diào)焦控制信號(hào)；變倍電機(jī)+和變倍電機(jī)-為電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出的控制變倍電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電壓，調(diào)焦電機(jī)+和調(diào)焦電機(jī)-為電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出的控制調(diào)焦電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電壓。當(dāng)相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)到限位點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)PGA向?qū)?yīng)使能端發(fā)送低電平信號(hào)，則無(wú)論相應(yīng)的電機(jī)控制信號(hào)是何種狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中的電壓輸出信號(hào)均為零電平，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)到限位點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)的使能端被FPGA置為高電平，F(xiàn)PGA通過(guò)向變倍控制端和調(diào)焦控制端發(fā)送相應(yīng)信號(hào)，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出相應(yīng)電壓。FPGA發(fā)送的使能信號(hào)、電機(jī)控制信號(hào)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出的電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1和表2所示。其中X表示為任意電平。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/171484.htm
評(píng)論