結(jié)合FPGA與DSP的仿人假手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3軟件實(shí)現(xiàn)

　　在FPGA控制器程序設(shè)計(jì)中主要完成各系統(tǒng)參數(shù)的初始化與控制算法的實(shí)現(xiàn)，具體由如下幾部分構(gòu)成：

　　1)與上位機(jī)通信部分：通過(guò)3種方式與上位機(jī)通信，獲得控制指令，分別為USB通信、LVDS通信、CAN通信，其中LVDS通信與CAN通信不能同時(shí)使用;

　　2)肌電信號(hào)采集部分：通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換芯片將肌電電極信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理得到控制指令;

　　3)與手指運(yùn)動(dòng)控制模塊通信部分：通過(guò)SCI接口實(shí)現(xiàn)與手指運(yùn)動(dòng)控制模塊的RS—485通信;

　　4)生成驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制參數(shù)部分：運(yùn)算處理控制指令，生成電機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)(方向與占空比)。

　　控制流程圖如圖7所示。

　　圖7 FPGA控制流程圖

　　DSP控制程序主要完成DSP各參數(shù)的初始化，控制流程圖如圖8.

　　圖8 DSP控制流程圖

　　4假手抓取實(shí)驗(yàn)

　　基于上述設(shè)計(jì)，研制出HIT V假手樣機(jī)，進(jìn)行抓取實(shí)驗(yàn)(圖9)，可實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)作模式的抓取，分別為：兩指捏取、三指捏取、圓柱抓取、球形抓取、單指指向、胡克抓取、側(cè)邊捏取、五指端取。控制過(guò)程中，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，滿足仿人假手運(yùn)動(dòng)控制和傳感器信息采集要求。

　　圖9多指抓取實(shí)驗(yàn)

　　5結(jié)論

　　本文介紹了結(jié)合FPGA與DSP的仿人假手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)組成與工作流程。該控制系統(tǒng)體積小巧，可完全安裝于假手內(nèi)部。實(shí)驗(yàn)證明：該系統(tǒng)運(yùn)行可靠、控制靈活，使用效果良好。