基于TMS320F2812的六自由度机械手控制

基于TMS320F2812的六自由度机械手控制
实验目的：
研究六自由度的机械手控制原理和机械手的路径规划掌握DSP芯片的最小系统设计、程序编写和熟悉CCS3.3开发环境以及protel99se开发环境。

实验要求：
一：控制器选取、最小外围系统制作（制版）
二：机械手设计
三：机械手舵机驱动设计
实验过程：
首先考虑控制能力、PWM接口，其次考虑控制器价格最后考虑控制器可操作度本实验采用TI公司的TMS320F2812PGFA控制器，该款控制器为TI公司的主要用于控制领域的控制器，控制器有16路PWM信号输出其中12路为比较计数器输出，4路为定时器/计数器产生
接下来便是DSP最小外围系统的设计。

TMS320F2812是美国TI公司推出的新一代32位定点数字信号处理器，该芯片每秒可执行1.5亿次指令，具有单周期32 bit×32 bit的乘和累加操作功能,片内集成了丰富的外围设备,如16路A/D转换器、面向电机控制的事件管理器以及多种标准串口通信外设等[1]。

可见，其不仅
具有数字信号处理器卓越的数据处理能力，又像单片机那样具有适于控制的片内外设及接口；它在数字控制系统中有着广泛的应用，特别是在运动控制领域以及嵌入式开发系统设计中,常常成为微处理器的首选。

DSP最小应用系统设计一般包括硬件设计和调试部分。

硬件设计部分一般包括电源、复位电路、时钟电路、JTAG电路和外部接口电路的设计；最小系统板作为 DSP 控制系统的核心部件，在其外围接入扩展板，能够使系统实现相应的功能。

本文基于TMS320F2812设计的DSP 最小应用系统，不仅可以作为学习 DSP系统的基础，同时对与DSP有关的科研实验以及工业控制领域也有着重要的应用价值。

最小外围系统的设计原理图如图所示：
舵机驱动电路如下：
通过调节上图的滑动变阻器便可改变输出电压的大小。

硬件设计完之后便是程序设计，实验代码如下：
#include "DSP28_Device.h"
# define y 1000 // DSP281x Headerfile Include File
void init_eva(void);
void init_evb(void);
void delay(int i);
void main(void)
{
int k;
InitSysCtrl();
// InitGpio(); 配置IO口功能为PWM模式
EALLOW;
GpioMuxRegs.GPAMUX.all = 0x00FF;
EDIS;
DINT; //关CPU总中断 InitPieCtrl(); //初始化PIE控制寄存器
IER = 0x0000;
IFR = 0x0000;
InitPieVectTable(); //初始化PIE中断向量表 init_eva(); //初始化EV-A EvaRegs.T1CON.bit.TENABLE=1; //手工启动定时器 T1CON：定时器控制寄存器
init_evb();
EvbRegs.T3CON.bit.TENABLE=1;
EINT; // 使能INTM(全局中断)
ERTM; // Enable Global realtime interrupt DBGM
for(;;)
{
delay(y);
for(k=0;k<50;k++)
{
//EvaRegs.CMPR1 = 41383;
EvaRegs.CMPR2 = 41383;
EvaRegs.CMPR3 = 44950;
EvbRegs.CMPR4 = 41950;
}
delay(y);
for(k=0;k<50;k++)
{
// EvaRegs.CMPR1=42383;
EvaRegs.CMPR2 = 42383;
EvaRegs.CMPR3 = 44650;
EvbRegs.CMPR4 = 42950;
}
delay(y);
for(k=0;k<50;k++)
{
EvaRegs.CMPR1=43200;//机械手合上 EvaRegs.CMPR2 = 43383;
EvaRegs.CMPR3 = 44650;
EvbRegs.CMPR4 = 43950;
}
delay(y);
for(k=0;k<50;k++)
{
EvaRegs.CMPR1=44383;
EvaRegs.CMPR2 = 44383;
EvaRegs.CMPR3 = 44650;
EvbRegs.CMPR4 = 44950;
}
delay(y);
for(k=0;k<50;k++)
{
EvaRegs.CMPR1=45000;//机械手张开最大 EvaRegs.CMPR2 = 45500;
EvaRegs.CMPR3 = 44650;
}
}
}
//EV-A初始化
void init_eva(void)
{
EvaRegs.T1PR = 46900; //周期值--连续增减时，PWM频率=TCLK/(2*T1PR)---频率设为1K, PWM=75M/（2*37500）
EvaRegs.T1CMPR = 15360; // Compare Reg--比较值
EvaRegs.T1CNT = 0; //计数器初值
//连续增/减模式，x/1分频，内部时钟，使能比较，使用自己的周期,禁止定时器启动(等初始化全部完成后手工启动)
EvaRegs.T1CON.all = 0x0C02;
EvaRegs.GPTCONA.bit.TCMPOE = 1; //通过逻辑产生T1 PWM
EvaRegs.GPTCONA.bit.T1PIN = 1; //GP定时器1比较时低有效
//使能比较产生1--6 PWM波 1个比较单元控制2路互补的PWM输出，控制PWM占空比
//连续增减--低有效时：PWM占空比=CMPR1/T1PR,高有效时：PWM占空比=(T1PR-CMPR1)/T1PR
EvaRegs.CMPR1 = 45500; //第一路PWM 占空比设为0.4，0.4=15000/37500
EvaRegs.CMPR2 = 42383;
EvaRegs.CMPR3 = 44650;
// output pin 1 CMPR1 - 高有效，output pin 2 CMPR1 - 低有效
// output pin 3 CMPR2 - 高有效，output pin 4 CMPR2 - 低有效
// output pin 5 CMPR3 - 高有效，output pin 6 CMPR3 - 低有效
EvaRegs.ACTRA.all = 0x066A; //比较方式控制寄存器，控制PWM引脚的高/低有效
EvaRegs.DBTCONA.all = 0x0000; //静止死区
CONA.all = 0xA600; //比较控制寄存器--禁止空间矢量PWM模式
}
void init_evb(void)
{
EvbRegs.T3PR=46900;
EvbRegs.T3CMPR=15360;
EvbRegs.T3CNT=0;
EvbRegs.T3CON.all=0X0C02;
EvbRegs.GPTCONB.bit.TCMPOE = 1;
EvbRegs.GPTCONB.bit.T3PIN = 1;
EvbRegs.CMPR4 = 45500; //第一路PWM 占空比设为0.4，0.4=15000/37500
EvbRegs.CMPR5 = 42383;
EvbRegs.CMPR6 = 44650;
EvbRegs.ACTRB.all = 0x066A; //比较方式控制寄存器，控制PWM引脚的高/低有效
EvbRegs.DBTCONB.all = 0x0000; //静止死区
CONB.all = 0xA600; //比较控制寄存器--禁止空间矢量PWM模式
}
void delay(int i)
{
for(i;i>0;i--)
{
int j=10000;
while(j--);
}
}
程序运行如下图所示：
实验心得：
通过本实验进一步了解了舵机控制的原理以及DSP 芯片最小外围系统的设计，在实验中也遇到了很多的困难，比如说DSP芯片的程序烧不进去，程序中的各个寄存器的配置等，但在老师的帮助下最终解决了该问题，在以后的学习中应该好好的总结，应该多多向他人请
教。