[發(fā)明專利]光電跟蹤設(shè)備調(diào)光調(diào)焦系統(tǒng)微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710056149.1
• 申請(qǐng)日: 2007-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101183843A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟浩然;劉廷霞;李博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): H02P6/00
• 分類號(hào): H02P6/00;H02P7/28;G03B13/36;G03B7/08
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所
• 代理人: 趙炳仁

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種精密光電跟蹤設(shè)備調(diào)光調(diào)焦系統(tǒng)微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，特別涉及一種由控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、運(yùn)算單元組成的光電跟蹤設(shè)備調(diào)光調(diào)焦系統(tǒng)微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器。

背景技術(shù)：

典型的精密光電跟蹤設(shè)備的調(diào)光調(diào)焦系統(tǒng)微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器一般由控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、運(yùn)算單元組成，其中控制單元和運(yùn)算單元由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。由于單片機(jī)并不是針對(duì)電機(jī)控制而設(shè)計(jì)，使用它實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)控制能力常常需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的外圍電路，比如脈沖調(diào)寬波發(fā)生器等等。使用單片機(jī)設(shè)計(jì)微型電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較復(fù)雜，體積較大，而且單片機(jī)多為定點(diǎn)處理器，運(yùn)算速度低，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的浮點(diǎn)算法。從上述內(nèi)容可以看出，現(xiàn)有的微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器具有以下特點(diǎn)：

1、系統(tǒng)集成度差、體積大、工作穩(wěn)定度差、調(diào)試不方便；

2、運(yùn)算速度低、難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、運(yùn)算速度快、可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法的光電跟蹤設(shè)備調(diào)光調(diào)焦系統(tǒng)微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器。

本發(fā)明包括數(shù)字信號(hào)處理器，晶體，電源轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換芯片，基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源芯片，第一對(duì)外接口插針，第二對(duì)外接口插針，第一瞬態(tài)抑制二極管，第二瞬態(tài)抑制二極管，異步串行接口轉(zhuǎn)換器，長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器，光藕，第一功率驅(qū)動(dòng)元件，第二功率驅(qū)動(dòng)元件，快速恢復(fù)二極管，第三對(duì)外接口插針，邊界掃描接口插針；晶體與數(shù)字信號(hào)處理器時(shí)鐘輸入引腳連接；電源轉(zhuǎn)換模塊與第一功率驅(qū)動(dòng)元件、第二功率驅(qū)動(dòng)元件、光藕和第二對(duì)外接口插針連接；電源轉(zhuǎn)換芯片與數(shù)字信號(hào)處理器、長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器、異步串行接口轉(zhuǎn)換器、電源轉(zhuǎn)換模塊和第二對(duì)外接口插針連接；基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源芯片與數(shù)字信號(hào)處理器的A/D轉(zhuǎn)換單元模擬電壓輸入腳和第一對(duì)外接口插針連接；數(shù)字信號(hào)處理器的I/O輸入和A/D轉(zhuǎn)換單元模擬電壓輸入腳通過(guò)第一瞬態(tài)抑制二極管與第一對(duì)外接口插針連接；數(shù)字信號(hào)處理器的串行接口與異步串行接口轉(zhuǎn)換器連接，異步串行接口轉(zhuǎn)換器的另一端通過(guò)第二瞬態(tài)抑制二極管與第二對(duì)外接口插針連接；長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器的一端與數(shù)字信號(hào)處理器的PWM輸出口及I/O輸出連接，另一端通過(guò)光藕與第一功率驅(qū)動(dòng)元件和第二功率驅(qū)動(dòng)元件連接；第一功率驅(qū)動(dòng)元件通過(guò)快速恢復(fù)二極管與對(duì)第三對(duì)外接口插針連接，第二功率驅(qū)動(dòng)元件直接與第三對(duì)外接口插針連接；邊界掃描接口插針與數(shù)字信號(hào)處理器的JTAG輸出端連接。

本發(fā)明的工作過(guò)程：晶體為數(shù)字信號(hào)處理器提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘；電源轉(zhuǎn)換模塊為第一功率驅(qū)動(dòng)元件、第二功率驅(qū)動(dòng)元件和光藕供電；電源轉(zhuǎn)換芯片為數(shù)字信號(hào)處理器、長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器和異步串行接口轉(zhuǎn)換器供電；基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源芯片為數(shù)字信號(hào)處理器的A/D轉(zhuǎn)換單元和與第二對(duì)外接口插針連接的電位計(jì)供電；數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)第二對(duì)外接口插針和第一瞬態(tài)抑制二極管接收電位計(jì)的模擬信號(hào)和限位信號(hào)，并計(jì)算光電跟蹤設(shè)備調(diào)光調(diào)焦系統(tǒng)的焦距值、調(diào)焦量、濾光片位置數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)通過(guò)異步串行接口轉(zhuǎn)換器、第二瞬態(tài)抑制二極管和第二對(duì)外接口插針傳輸給光電跟蹤設(shè)備的主控計(jì)算機(jī)；第一對(duì)外接口插針形成接口保護(hù)功能；主控計(jì)算機(jī)根據(jù)焦距值、調(diào)焦量、濾光片位置數(shù)據(jù)，通過(guò)第二對(duì)外接口插針、第二瞬態(tài)抑制二極管和異步串行接口轉(zhuǎn)換器向數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出變倍、調(diào)焦、調(diào)光控制信號(hào)，使數(shù)字信號(hào)處理器輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)和I/O控制信號(hào)；第一瞬態(tài)抑制二極管對(duì)第二對(duì)外接口插針形成接口保護(hù)功能；數(shù)字信號(hào)處理器輸出的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)和I/O控制信號(hào)經(jīng)長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器電平轉(zhuǎn)換和光藕隔離到達(dá)第一功率驅(qū)動(dòng)元件和第二功率驅(qū)動(dòng)元件；第一功率驅(qū)動(dòng)元件根據(jù)輸入的控制信號(hào)對(duì)PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大后輸出；快速恢復(fù)二極管配合第一功率驅(qū)動(dòng)元件內(nèi)部晶體管構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)′H′橋驅(qū)動(dòng)電路，將第一功率驅(qū)動(dòng)元件輸出的電機(jī)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓以驅(qū)動(dòng)微型直流電機(jī)；第二功率驅(qū)動(dòng)元件根據(jù)輸入的控制信號(hào)對(duì)PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大后輸出到第三對(duì)外接口插針上的微型電機(jī)控制接入端以驅(qū)動(dòng)微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；邊界掃描接口插針連接到數(shù)字信號(hào)處理器的JTAG引腳形成程序調(diào)試和燒寫的功能。

所述數(shù)字信號(hào)處理器包括：

A/D轉(zhuǎn)換模塊；

I/O信號(hào)讀取模塊；

串行數(shù)據(jù)接收解碼模塊；

串行數(shù)據(jù)輸出模塊；

數(shù)據(jù)處理模塊；

PWM發(fā)生模塊。