基于TMS320DM355的水下自主控制機器魚設計

視頻信號A／D轉換部分采用的器件是Philips公司生產的SAA7111A增強型視頻輸入處理器。該芯片的優點在于集A／D轉換與解碼功能于一身且支持多制式解碼，且內部含有I2C接口，可簡潔的通過I2C總線對其工作方式進行設定。
在本系統中，主控芯片TMS320DM355通過I2C接口與SAA7111A的雙向數據線SDA和時鐘線SCL連接，對SAA7111A的工作方式進行設置，并向其發送地址碼和控制量，控制SAA7111A完成視頻的轉換，并將轉換后的信息通過雙向數據線SDA串行讀入，然后進行分析、處理，并產生各種控制信息。
TMS320DM355處理完采集的數字信號后產生適合的控制信號來控制舵機和電機，從而完成機器魚的自主運動。同時TMS320DM355又可以將處理后的數字信號通過無線電發送轉置發送到岸上的主機。

3 系統的軟件設計
對該系統的軟件設計流程如圖3所示。在本系統的軟件設計中，系統上電初始化DSP，通過軟件模擬I2C總線時序，向SAA7111A發送寫信號，設置SAA7111A的工作方式，具體流程為：DSP發出一個SAA7111A的地址(0xBA或0xBS)，并表明寫操作，等待SAA7111A響應，DSP接收到SAA7111的響應后，再發出要配置寄存器的地址，等待SAA7111A響應，并在接收到SAA7111A的響應后，發送要配置的數據，之后等待SAA7111A響應，接受SAA7111A的響應，發送停止位后，結束一次配置。設定其工作寄存器，使其輸入的視頻格式為PAL式，且設定輸出的數據流為8bit。之后DSP發送開始采集信號及對SAA7111A的控制信號。開始采集視頻信號并實現A／D轉換。當一幀數據寫入幀緩存后，DSP即產生中斷，先關閉SAA7111A的視頻輸出，然后對采集的信號進行分析處理。處理完后根據結果產生各種控制信號控制機器魚中的各種電機和舵機，具體做法就是通過控制輸入到各個電機和舵機的控制信號的占空比實現電機轉速和舵機角度的控制，從而實現機器魚游動方向和速度的控制，實現機器魚的自主運動。當DSP完成控制命令后就控制SAA7111A，并重新發送開始采集命令，繼續采集下一幀。

4 結束語
本系統設計將圖像采集與識別、運動控制集成到一個系統中，能很好實現圖像的快速采集、存儲及數據處理功能，也實現了魚體的自主運動控制，即使對于高分辨率要求的魚體游動的前方數據(如障礙物等)也起到很好的采集與處理的功能。若將該系統配上更為優化的程序，可以實現魚在水體情況較為復雜的環境下的自主運動。若再配合無線收發裝置便可將魚體在水下采集的數據發給地面處理機，供研究人員分析，那么這樣的機器魚就可以應用到實際工程中了。