基于ARM的毫米波天線自動對準平臺系統(tǒng)設(shè)計

　　運行時有兩種狀態(tài):

　　( 1) 靜止狀態(tài)

　　首先系統(tǒng)啟動之后，進行初始化，然后等待磁羅盤接收信號有效，否則不能進入電機控制任務(wù)。在自動運行狀態(tài)，此時平臺處于靜止狀態(tài)，程序?qū)邮盏降拇跀?shù)據(jù)進行計算處理后實時更新，并不停地向顯示控制單元匯報天線與目標指向的夾角大小。

　　( 2) 運動狀態(tài)

　　當(dāng)有按鍵按下，顯示控制單元通過中斷的方式對其進行處理，然后通過CAN 總線向平臺控制板發(fā)送控制命令。平臺控制板根據(jù)控制命令確定轉(zhuǎn)動方向并在轉(zhuǎn)動過程中實時監(jiān)測是否碰到限位開關(guān)。

　　優(yōu)先級的劃分如下：TaskPortScan 優(yōu)先級最高，因為平臺的對準可能會順時針或者逆時針連續(xù)轉(zhuǎn)動，而限位開關(guān)能夠使平臺往某個方向的轉(zhuǎn)動累計不超過一圈，以免引起平臺內(nèi)線的纏繞甚至扯斷。因此當(dāng)平臺轉(zhuǎn)動碰到限位開關(guān)時，優(yōu)先級最高，以實時響應(yīng)斷電，并使平臺反轉(zhuǎn)，這里通過查詢方式來檢測是否碰到限位開關(guān)。

　　然后就是任務(wù)TaskUART0Recv，在轉(zhuǎn)動過程中都需要實時用到航向和俯仰等角度信息，因此實時準確地接收到此類信息顯得非常重要。因為TaskCAN 用于接收顯示控制單元的控制命令，排在任務(wù)TaskUART0Recv后面。角度計算任務(wù)的優(yōu)先級排在任務(wù)TaskCAN 的后面，根據(jù)任務(wù)TaskU ART 0Recv 傳下來的角度原始數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)信息，實時計算角度值，以確定平臺轉(zhuǎn)動的目標位置。雖然TaskMotorCtl 步進電機的控制任務(wù)重要，但是幾乎全天候運行，如果優(yōu)先級較高，會占用很多資源，導(dǎo)致其他任務(wù)無法進行，所以將其優(yōu)先級排在靠后。最后是TaskUART1Recv 任務(wù)，因為一般本方位置在實際對準中不會變化，所以其經(jīng)緯度數(shù)據(jù)只需接收一次，其優(yōu)先級排在最后。

　　3. 3 應(yīng)用程序流程

　　利用LPC2294 系列的帶操作系統(tǒng)的專用工程模板可大大減輕編程負擔(dān)。模板包括LPC2294 系列微控制器的啟動文件、頭文件、分散加載描述文件等，利用這些文件，應(yīng)用程序的編寫就變得非常簡單。應(yīng)用程序流程如圖5 所示。

圖5 應(yīng)用程序流程圖

　　步進電機穩(wěn)定工作時測得的控制脈沖信號波形如圖6 所示。

圖6 示波器輸出波形

　　4 結(jié) 語

　　根據(jù)毫米波通信設(shè)備的特點，創(chuàng)造性地設(shè)計了一個以毫米波天線自動對準平臺系統(tǒng)為應(yīng)用目標的基于ARM 微處理器LPC2294 的嵌入式實時控制系統(tǒng)。應(yīng)用ARM 處理器豐富的片內(nèi)外設(shè)和優(yōu)越的性能提高了平臺系統(tǒng)的對準精度和響應(yīng)時間，利用 uC/ OS-Ⅱ提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，簡化多任務(wù)程序的設(shè)計。本自動對準平臺系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于毫米波通信設(shè)備的樣機對通通信中，進行了多次外場試驗驗證，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對準精度高，架設(shè)時間短，從而大大縮短了毫米波通信設(shè)備的對準時間，獲得用戶的好*。