DSP处理器的红外电视调焦控制器设计

光电跟踪测量系统红外电视的调焦控制是该系统能够稳定高精度跟踪目标的关键技术，采用DSP为核心处理器、FPGA为时序和逻辑控制器设计的红外电视调焦控制器，通过实践检验和精度分析，满足了光电跟踪系统根据目标距离、环境温度等参数实时进行焦距调整的技术指标要求。 红外电视调焦控制器是光电跟踪测量系统中的关键技术，它依赖于高性能的数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）来实现精确的焦距调整。该控制器设计的核心是DSP，如TI公司的TMS320F2812，这是一款专为数字控制应用设计的处理器，具有高精度、快速响应、灵活性强和集成度高等特点。TMS320F2812在工业自动化、光学网络等多个领域广泛应用，能有效地处理复杂的实时控制任务。 FPGA，如Cyclone公司的EP1C12Q240C8，作为系统的时序和逻辑控制器，提供了大量的逻辑单元和I/O接口，能适应系统中多样化的硬件需求。通过FPGA，可以定制特定的时序逻辑，例如为TL16C554和AD7864提供地址选通信号，以及实现四倍频鉴相和计数逻辑，以支持光栅尺的位置计算。 在硬件设计中，FPGA被划分为不同的功能模块，包括扩展I/O口、地址译码和光栅尺逻辑计算等。其中，地址译码模块解析来自DSP的读写和地址信号，为外围设备提供必要的控制信号；光栅尺逻辑计算模块则通过接收光栅尺的正交信号，经过倍频和鉴相处理，计算出精确的位置信息，进一步通过DSP进行处理和控制。 实验验证和精度分析表明，该调焦控制器能有效地实现200m至无限远的调焦范围，并选用特定的直线步进电机和光栅尺，确保了高精度的调焦操作。电机的推力、步长和速度都能满足实际应用的需求，而光栅尺的高精度测量能力保证了调焦系统±0.01mm的分辨率。此外，红外电视的变倍控制也采用了超声电机，如江苏春生公司的TRUM-60，确保了变倍过程的平滑和精确。 该设计结合了DSP的强大处理能力和FPGA的高度灵活性，构建了一个高效、精确的红外电视调焦控制器，实现了根据目标距离和环境温度等参数的实时调焦，对提升光电跟踪系统的稳定性和精度起到了关键作用。这种设计方法对于红外成像技术的发展和应用具有重要的理论和实践意义。