空间光通信技术是一种利用光波作为信息载波在空间中进行无线通信的新型技术，其主要优点包括高保密性、强抗干扰能力和高速通信速率。这一技术有望在卫星之间的通信、卫星与地面控制站之间的通信中发挥重要作用。空间光通信技术面临的挑战之一是光波的波束非常狭窄，同时空间环境复杂，这些因素给建立稳定的通信链路带来了难题。为了解决这个问题，需要使用捕获、瞄准与跟踪（APT）系统来建立和维持通信链路。
在本文中，提出了一个基于ARM 7嵌入式处理器的APT控制系统设计方案。ARM处理器因其高性能、低功耗、低成本等优势，在运动控制领域中应用广泛。特别地，针对卫星通信终端的高实时性、高集成度、低功耗、小体积和轻重量的特点，设计了以ARM7为核心处理器的APT控制系统。
控制系统主要包括PWM脉冲控制和产生模块、RS232串行通信接口模块、光电编码接口模块以及人机交互模块。系统框图展示了这些模块之间如何协同工作来实现光通信链路的建立和维护。核心控制芯片选用了Philips公司的ARM芯片LPC2124，它具有强大的功能和丰富的接口，能够满足控制系统的性能需求。
在硬件设计方面，LPC2124处理器基于32位ARM7TDMI-SCPU，支持实时仿真和跟踪，拥有高速FLASH存储器和SRAM，不需外部存储扩展。它集成了UART、I2C、SPI、PWM、ADC、定时器和比较捕获单元等多种应用部件。此外，为了保持系统低功耗，采用了3.3V和1.8V的供电电压，并通过LDO稳压芯片来提供稳定的电源电压。
在通信方面，使用MAX3232进行RS232电平转换，通过LPC2124控制寄存器设置工作模式及波特率以获取光斑坐标值。同时，通过JTAG接口可以进行仿真调试，优化系统的运行。
软件方面，上电复位后程序会执行初始化工作，随后进入光栅螺旋扫描算法，通过算法来搜索目标并捕获信标光斑。整个APT控制系统的设计包含扫描、捕获和跟踪三个部分，每部分都需要编写相应的程序来保证系统的稳定运行。
在电机控制方面，通过PWM脉冲控制电机驱动器，实现对转台的精确控制。光电编码器会反馈电机的实时速度信息，通过控制算法可以将转台的运行速度稳定在设定值，以防止速度不稳定带来的扰动。
为了增强人机交互，系统设计中使用了点阵式液晶显示器和4×4矩阵键盘，提供中文提示界面和用户输入功能。系统界面清晰，用户可以方便地设置转台的运行速度和扫描步长等参数。
基于ARM7嵌入式处理器的APT控制系统是一个集成度高、实时性强、性能稳定、低功耗的空间光通信控制系统。这一系统的设计充分考虑了空间光通信领域对控制系统的特殊要求，相信它将在未来的卫星通信领域发挥重要作用，并推动空间光通信技术的进一步发展。
