基于DSP與FPGA的機器人聲控系統設計方案

其中R1為DSP指令寄存器，R2為當前坐標寄存器，通過DSP的輸出坐標與FPGA的當前坐標進行差值運算來確定步進電機的旋轉方向和旋轉角度，優點是可以根據新的輸入指令的變化，結束當前動作以運行新的指令，指令執行完畢后，系統清零，步進電機回到初始狀態。

4．2 FPGA邏輯仿真

FPGA以MAX-PLUSⅡ開發平臺，用語言為VHDL語言對上述邏輯功能進行設計，并通過JTAG接口進行了調試，FLEXl0KE芯片能夠根據DSP輸出指令輸出正確的正反轉信號和脈沖波形。

4．3 步進電機驅動設計

FPGA通過P1，L1，P2，L2輸出控制控制步進電機驅動芯片。步進電機驅動采用的是東芝公司生產的單片正弦細分二相步進電機驅動專用芯片TA8435H，FPGA與TA8435H電路連接如圖6。

由于FLEX1OKE和TMS320VC5509工作電壓為3．3 V，而TA8435H為5 V和25 V，所以管腳連接使用光電耦合器件TLP521，使兩邊電壓隔離。CLK1為時鐘輸入腳，CW／CCW為正反轉控制腳，A，A，B，B為二相步進電機輸入。

5 結 語

系統充分利用了DSP的高處理速度和可擴展的片外存儲空間，具有高速、實時、識別率高的特點并支持大的語音庫，FPGA的使用使系統電路獲得簡化，一片 FLEXl0KE芯片可以完成2個步進電機的時序控制。雖然在處理速度和語音庫的存儲容量上與PC機系統具有一定的差距，但在機器人的微型化、低功耗和特定功能實現上，以DSP和FPGA為核心的嵌入式系統無疑具有廣闊的前景。