基于DSP与FPGA的跟踪伺服运动控制器设计
摘要：在分析光电跟踪伺服系统特点的基础上，以TI 公司DSP 芯片TMS320F2812 作为主控制芯片，采用FPGA 进行逻辑时序控制，设计了基于DSP 和FPGA 的多轴伺服运动控制器。

给出了该控制器的功能和硬件结构以及软件流程设计。

实验结果表明，该控制器具有高集成度、灵活性、实时性、
模块化的特点，完全满足了在复杂环境下对伺服系统控制的要求。

在高速光电跟踪系统中，对伺服系统的高速性、精确度和稳定性都有很
高的要求。

为了提高跟踪精度，越来越多的控制算法被应用于伺服系统中，因
此要求控制器能在很短的时间内完成大量的运算[1]。

DSP 具有较强的运算能力，而FPGA 具有高度灵活的可配置性和逻辑时序控制能力[2]。

因此在很多伺服控制器中，“DSP＋FPGA”结构得到了广泛的应用。

实际应用环境一般比较复杂，有大量的信息传递，并且需要对电机转速
实行精确控制，因此对伺服控制器的多路通信能力，快速运算能力和抗干扰能
力都有较高的要求。

为了解决这一问题，提供一个较好的实验平台，本文结合
光电跟踪伺服系统的特点，提出一种以TI 公司的32 位定点数字信号处理器TMS320F2812 为核心，以Altera 公司CycloneⅡ系列FPGA 为辅助处理器结构的跟踪伺服控制器，并综合阐述了该控制器的功能、硬件设计和软件流程。

该
控制器采用单＋5 V 供电，具有6 路模拟信号输入、4 路模拟信号输出、多路PWM 输出、1 路CAN 总线、2 路RS422 和1 路RS232 串行通信口，具有较强的运算能力和数据通信能力，是良好的数字控制系统实验平台。

1 总体结构设计
TMS320F2812 作为一款专为电机控制所设计的芯片，不仅具有运算速度快的特点，而且集成了丰富的片内外设资源[3]。

设计时综合考虑DSP 片上资。