重庆大学本科学生毕业设计（论文） 2 视觉随动系统简介
步串口，片内还集成了A/D和采样/保持电路，可提供PWM输出，数字信号处理能力较强，适合进行电动机的控制。
近年来，随着DSP芯片产品价格的不断下滑，使DSP能够从以往的军用领域迅速拓展到民用领域，例如应用于计算机、网络、移动电话、调制解调器和磁盘驱动器以及众多的消费电子产品。DSP的重要应用领域之一是声音处理。DSP已经在音效应用中得到广泛采用，而且大部分应用于音效产品的技术，例如应用于多媒体音效卡。硬盘驱动器使用DSP，能大大提高数据存取速度、缩小体积，促进PC进一步缩小体积、减轻重量，可应用于掌上电脑。由于DSP速度高、数据传送快，还可以代替微控制器用于激光打印机、激光扫描及光盘只读存储器等计算机外设。DSP应用于语音识别领域，大有用武之地，语音识别技术获得许多DSP供应商的支持。随着DSP技术的迅速推进以及应用领域的不断拓展，导致DSP的功能越来越多样未来10年，全球DSP产品将向着高性能、低功耗、加强融合和拓展多种应用的趋势发展，DSP芯片将越来越多地渗透到各种电子产品当中，成为各种电子产品尤其是通信类电子产品的技术核心，将会越来越受到业界的青睐。
2.4 本章小节
机器人视觉随动系统是机器人领域重要的研究方向之一，通过视觉随动控制，机器人可实现对动态、不确定的场合操作。它的研究对于开发手眼协调的机器人在工业生产、航空航天等方面的应用有着极其重要的意义 [13] 。本章主要阐述了机器人视觉随动系统的控制机构，包括视觉机构和随动机构两大块。机器视觉机构主要由两大部分组成：摄像机和视频解码器SAA7111共同完成对被摄物体图像的采集与数字化；图像信号处理器处理图像信号，它相当于人的大脑,是机器视觉系统的核心,完成对图像进行处理和运算, 即算法的实现。随动机构对于实现摄像头自动跟踪目标障碍物及扩大视觉系统的感测环境的范围很关键，本课题用伺服马达设计了随动机构。本章分析介绍了伺服马达的应用、结构和工作原理，对于目前出现的数字伺服器做了分析，可以明显的看出其相比与模拟伺服器的优势。本课题的开发平台是DSP。DSP芯片它是一种独特的微处理器，有自己的完整指令系统，是以数字信号来处理大量信息的器件，本章介绍了其特点及应用。本课题中我们选用DSP芯片TMS320F2812作为控制核心，对于该款芯片的主要功能外设，上面章节也有概述。
12
重庆大学本科学生毕业设计（论文） 2 视觉随动系统简介
3 视觉随动系统的软件设计
3.1 编译环境CCS2000
本课题软件编译的环境采用CCS2000代码调试器,是一种集成的开发环境，CCS2000将TI的编译器，汇编器，连接工具都集成在它开发环境中。用户可以从菜单栏中选用TI的工具，并可以看到直接流水输出到窗口的编译结果。同时，出错信息加亮显示，双击出错信息可以打开源文件，光标停在出错地方。基于DOS的TI的工具是多任务的。而在Windows环境中，用户可以很方便的同时编辑、调试、编译源程序。代码编译器可以跟踪一个项目中所有的文件及相关内容。用户可以选择编译单个文件、或将所有文件建到一个项目中，或是逐步建项目。在编译器，汇编器，连接器选项中有容易使用的对话框。
CCS2000的可视化窗口使用户能够容易理解复杂的结构，只要将光标放在相关的变量处并按ENTER键，诸如数组，结构，指针的变量就可以递归的增
13
重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 视觉随动系统的软件设计
加或减少。另外，添加到可视窗口的变量也可以通过双击该变量来编辑。C表达式和GEL函数也可以添加到可视窗口。将GEL函数添加到可视窗口，就可以在每个断点处执行，由GEL函数，可以执行更复杂的任务，将结果输出到窗口。CCS2000具有以下特点：
图3.1 编译环境CCS2000界面
（1） TI编译器的完全集成环境，所有的调试和分析能力集成在一个Windows环境中。
（2）对C和DSP汇编文件的目标管理。目标编辑器保持对所有文件及相关内容的跟踪。
（3）高集成的编辑器调整C和DSP汇编代码。
（4）编辑和调试时的后台编辑，用户在使用编辑器和汇编其时没有必要退出系统到DSO环境中，因为CCS2000会自动将这些工具装载在它的环境中。
（5）技术状态观察窗口，它的可视化窗口允许用户键入C表达式及相关的变量。结构，数组，指针都嗯那横简单的递归扩展和减少，以便进入复杂结构。且环境中集成图形分析功能。
（6）代数分解窗口，允许用户选择察看写成代数表达式的C格式，从而容易读懂操作码，且支持在线帮助。
3.2伺服马达控制原理
14
重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 视觉随动系统的软件设计
在本课题的探测机器人中，使用了两个垂直放置的伺服马达来实现视觉系统的随动控制。
一个微型伺服马达是一个典型闭环反馈系统，其原理可由下图3.2表示：
图3.2 伺服马达原理图
齿轮组由马达驱动，其终端（输出端）带动一个线性的比例电位器作位置检测，该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板，控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较,产生纠正脉冲,并驱动马达正向或反向地转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，令纠正脉冲趋于为0，从而达到使伺服马达精确定位的目的。
伺服马达的瞬时运动速度是由其内部的直流马达和变速齿轮组的配合决定的，在恒定的电压驱动下，其数值唯一。但其平均运动速度可通过分段停顿的控制方式来改变，例如，我们可把动作幅度为90o的转动细分为128个停顿点，通过控制每个停顿点的时间长短来实现0o—90o变化的平均速度。对于多数伺服马达来说，速度的单位由“度数/秒”来决定。
标准的微型伺服马达有三条控制线，分别为：电源、地及控制。电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源，电压通常介于4V—6V之间，该电源应尽可能与处理系统的电源隔离（因为伺服马达会产生噪音）。甚至小伺服马达在重负载时也会拉低放大器的电压，所以整个系统的电源供应的比例必须合理。
输入一个周期性的正向脉冲信号，这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在1ms—2ms之间，而低电平时间应在5ms到20ms之间，并不很严格，下表表示出一个典型的20ms周期性脉冲的正脉冲宽度与微型伺服马达的输出臂位置的关系 [14] ：
15
