基于FPGA+單片機的調焦變倍系統設計
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1．1 工作原理
人機交互模塊通過通信模塊向MCU發送調焦變倍命令，MCU通過中斷接收到命令，實時傳遞給FPGA，FPGA接到命令后，依照命令向調焦變倍驅動電路發送相應的邏輯電平，調焦變倍驅動電路接到相應邏輯后，向相應的控制電機發送正轉反轉電壓，使電機根據命令正轉或反轉。當電機轉到限位位置時，光耦模塊作為傳感器檢測到相應電機轉到限位位置，把限位狀態傳遞給FPGA，FPGA接到限位信號立刻向調焦變倍驅動電路發送信號，使其輸出為零電壓，電機立即停止轉動。這里使用FPGA完成控制的優點在于通過對FPGA編程即可實現調焦變倍；監測電機轉動位置；實時停止電機轉動并行實現，當電機轉動到限位位置能及時迅速地使電機停止。
1．2 FPGA控制模塊及電機驅動模塊
FPGA具有高集成度、高可靠性以及開發工具智能化等特點，目前逐步成為復雜數字電路設計的理想首選。此外FPGA可以通過編程實現硬件的邏輯功能，大大減少了硬件設計的復雜程度。因此本文以FPGA為核心器件進行調焦變倍驅動電路的設計，這里選用ALTERA公司的EP1K100 -208I，采用VHDL語言編程生成調焦變倍控制信號、限位信號檢測邏輯、電機驅動模塊使能控制信號。系統上電后，當MCU接收到人機交互機構發來的調焦變倍控制命令后，立即把該命令傳遞給FPGA，FPGA接到控制命令，轉換成實際控制信號傳遞給電機驅動模塊，電機驅動模塊接到控制信號，產生相應的電壓驅動電機轉動，實現相機調焦變倍的控制。FPGA對電機驅動模塊的控制原理圖如圖2所示。其中MFOCUS STOP、FOCUS STOP分別為FPGA向電機驅動模塊發出的變倍電機和調焦電機控制使能信號；MFOCUS+、MFOCUS-為FPGA發送的變倍控制信號，FOCUS+、FOCUS-為FPGA發送的調焦控制信號；變倍電機+和變倍電機-為電機驅動模塊輸出的控制變倍電機轉動的電壓，調焦電機+和調焦電機-為電機驅動模塊輸出的控制調焦電機轉動的電壓。當相應電機轉到限位點時，FPGA向對應使能端發送低電平信號，則無論相應的電機控制信號是何種狀態，對應的電機驅動模塊中的電壓輸出信號均為零電平，電機停止運動。當電機沒有運動到限位點時，對應的使能端被FPGA置為高電平，FPGA通過向變倍控制端和調焦控制端發送相應信號，控制電機驅動模塊輸出相應電壓。FPGA發送的使能信號、電機控制信號及電機驅動模塊輸出的電壓的對應關系如表1和表2所示。其中X表示為任意電平。本文引用地址：http://www.104case.com/article/171484.htm
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