基于DSP的假手控制系统设计

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1、摘要摘要假手是机器人学和生物医学工程领域备受关注的研究课题，开展该项目的研究对于改善残疾人的生活条件和促进其医疗福利事业的发展具有重要的现实意义。本文在分析了假手的特点和步进电机的驱动理论的基础上，设计了假手控制系统。首先，对TI公司的最新数字信号处理器TMS320F2810及相关知识做了介绍，描述了其基本结构，外设配置，并与同类的数字信号处理器的性能做了比较。其次，以TMS320F2810为核心，结合专用可编程步进电机控制器和大电流可细分步进电机驱动器，设计了一块低功耗、小体积、具有丰富外设功能的控制电路板。对主电路，驱动电路的工作原理

2、，以及与上位机通信接口的设计过程作了详细的描述。最后，设计了系统软件并进行了控制实验。描述了DSP和可编程电机控制器的程序结构。并给出了模数转换、DSP与上位机的通信等子程序结构。关键词假手控制;TMS320F2810;步进电机驱动哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractProsthetichandisanattentiveresearchprojectinthefieldsofroboticsandbiomedicalengineering,researchonthisprojectisofpracticalsignificanc

3、etoimprovethelivingsituationandwelfarebenefitsofamputees.Onthebaseofanalyzingthecharactersofprosthetichandandthetheoryofdrivingsteppermotor,thispaperpresentsthecontrolsystemofprosthetichand.Aboveall,thefundamentalknowledgeofthelatestDSP(DigitalSignalProcessor)TMS320F2810i

4、sintroducedinthispaper.AndthepaperdescribesthebasicstructureandperipheralconfigurationofTMS320F2810,exceptthat,compareofperformancebetweenTMS320F2810andothersimilarDSPismadeinthepaper.Secondly,BasedonTMS320F2810DSP,andincorporatedwithonespecifiedprogrammablesteppermotorco

5、ntrollerandonehighcurrentmicrostepsteppermotordriver,thepaperdesignedalow-power,smallandabundantperipheralcontrolsystem.Andthepaperdescribesthetheoryofmaincircuitanddrivingcircuitindetails,theinterfacebetweenDSPandhostisalsointroducedinthepaper.Finally,thesystemsoftwareis

6、designedinthepaperandacontrolexperimentiscarriedout.ThepaperpresentstheprogramstructureofDSPandprogrammablesteppermotorcontroller.Andtheprogramstructureofanalogytodigitalconversion,communicationsbetweenDSPandhostarealsodescribedattheendofthepaper.Keywordsprosthetichandcon

7、trol;TMS320F2810;steppermotordriving;哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第2章TMS320F2810的结构及特点2.1DSP概述DSP(数字信号处理器)是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器，其处理速度很快。在当今的数字化时代背景下，DSP已成为通信、计算机、控制、消费类电子产品等领域的基础器件，被誉为信息社会革命的旗手[18][19]2002年7月，德州仪器公司(TI)宜布推出的TMS320F2810DSP,实现了高性能数字信号处理器与高精度模拟及闪存的完美结合。新型混合信号32位DS

8、P每秒可执行1.5亿条指令(MIPS)、单周期32位与32位乘加(MAC)功能、64K的片上闪存，以及片上12位模数转换器(ADC)。这些器件均基于C/C十十高效犯位TMS320C28xDSP