主控板軟件設計運動控制系統設置

　　主控板硬件完成模塊管理、設備通訊及機器人定位脈沖檢測等內容。在實際應用中，主控板硬件還負責超聲波測距的軟件管理。

　　主控板硬件中只有主控板控制器需要進行軟件設計。主控板控制器TMS320LF2407A的主要任務是超聲波測距的軟件設計管理和其他一些基本設置內容，包括電機碼盤的正交編碼脈沖檢測。初始選定TMS320LF2407A作為主控板控制器是考慮到此控制系統可以作為以后機器人應用的平臺，可以在TMS320LF2407A里嵌入實時系統，提升系統性能，方便接口開發。

　　主控板控制器的軟件設計內容包括模塊初始化、串口通訊、正交編碼脈沖檢測和超聲波測距軟件。這里介紹模塊初始化串口通訊和正交編碼脈沖檢測等內容。

　　復位向量地址為程序入口，然后程序進行初始化。初始化內容包括擴展方式、溢出方式、DARAM、倍頻、JTAG等基本配置。另外還有使用的相關I/O的設置、程序使用相關定時器的設置、程序使用相關中斷的設置和串口通訊的相關設置。這些配置都是控制器使用的基本配置流程。初始化之后會開啟相關的中斷程序，隨后進入超聲波測距程序，并一直循環。中斷服務程序處于就緒狀態，一旦有中斷發生，中斷服務程序立即執行。

　　在TMS320LF2407A的所有程序中，需要對其串口的數據發送和接收程序做說明。異步通信使用三條線(地線、發送線、接收線)連接采用RS 232格式的終端。發送各位依次為一個起始位、l～8個數據位、可選的一個奇偶校驗位、1~2個停止位。因此串口通訊能夠傳輸的最大的數據單位為8位，即一個字節。在設計中控制器和各終端會有各種類型的數據交流，如整形數據和浮點數據，因此需要對串口發送和接收的數據進行數據轉換。

　　四個字節的單精度浮點數的數據傳輸，因為串口每次最多只能傳輸一個字節，所以只需要把每個四字節浮點數的存儲數據轉換成字節形式發送即可，設計中采用強制轉換的方式完成。數據接收的時候也可以采取同樣的處理方式，反向轉換即可。另外在數據轉換上也可選擇共用體來實現，共用體的實質和上面講述的類型轉換是一樣的，只是共用體的各個數據類型占用的存儲空間是共同的，對于這個存儲空間，共用體定義的任何結構類型變量都可以調用。上位機里的串口數據處理采用的是這種方法，十分方便。

　　對于正交編碼脈沖的檢測，TMS320LF2407A具有獨立的正交編碼脈沖單元，只要對單元寄存器進行簡單設置即可得到機器人驅動輪的運行方向和距離參數。TMS320LF2407A將這些數據通過串口發送到上位機，由上位機建模，對數據加以處理后得到機器人的位姿信息。

　　本主控板控制器協調上位機和各模塊的工作，軟件設計中詳細講述串口傳輸中的數據類型處理問題。利用單片機PWM外設生成脈沖寬度調制信號驅動電機，并通過光電碼盤實現電機的閉環調速。超聲波測距模塊已經有廣泛的應用，超聲波測距模塊軟件程序采用通用的渡越時間法完成距離的測量，并通過模擬開關實現多超聲波測距模塊的分時工作。

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