結合FPGA與DSP的仿人假手控制系統(tǒng)設計

　　3軟件實現(xiàn)

　　在FPGA控制器程序設計中主要完成各系統(tǒng)參數(shù)的初始化與控制算法的實現(xiàn)，具體由如下幾部分構成：

　　1)與上位機通信部分：通過3種方式與上位機通信，獲得控制指令，分別為USB通信、LVDS通信、CAN通信，其中LVDS通信與CAN通信不能同時使用;

　　2)肌電信號采集部分：通過A/D轉換芯片將肌電電極信號轉換為數(shù)字量，并經過運算處理得到控制指令;

　　3)與手指運動控制模塊通信部分：通過SCI接口實現(xiàn)與手指運動控制模塊的RS—485通信;

　　4)生成驅動電機控制參數(shù)部分：運算處理控制指令，生成電機運動參數(shù)(方向與占空比)。

　　控制流程圖如圖7所示。

　　圖7 FPGA控制流程圖

　　DSP控制程序主要完成DSP各參數(shù)的初始化，控制流程圖如圖8.

　　圖8 DSP控制流程圖

　　4假手抓取實驗

　　基于上述設計，研制出HIT V假手樣機，進行抓取實驗(圖9)，可實現(xiàn)多種動作模式的抓取，分別為：兩指捏取、三指捏取、圓柱抓取、球形抓取、單指指向、胡克抓取、側邊捏取、五指端取。控制過程中，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，滿足仿人假手運動控制和傳感器信息采集要求。

　　圖9多指抓取實驗

　　5結論

　　本文介紹了結合FPGA與DSP的仿人假手控制系統(tǒng)的設計組成與工作流程。該控制系統(tǒng)體積小巧，可完全安裝于假手內部。實驗證明：該系統(tǒng)運行可靠、控制靈活，使用效果良好。