一种新型数字式手柄控制器的设计

介绍了几种数字式手柄控制器的优缺点，针对某数字伺服系统实际需求，设计了一种具有CAN总线通信功能的新型数字式手柄控制器。根据角速度积分原理，详细讨论各部分硬件组成电路，给出软件流程。通过实验比较和效果分析，该手柄不仅能输出任意角位置，还能实现跟踪角速度命令的连续变化。其结构易于实现，开发成本低，有较高灵活性和稳定性，充分发挥软硬件结合的潜力作用。在雷达跟踪、周视监控等数字式伺服控制中有巨大应用前景。 【摘要】：本文介绍了针对某数字伺服系统设计的一种新型数字式手柄控制器，该控制器集成了CAN总线通信功能，能够根据角速度积分原理输出任意角位置和跟踪角速度命令的连续变化。手柄控制器的硬件包括单片机系统、A/D采集、CAN总线通信和键盘显示电路。设计中选用LPC932单片机作为控制核心，AD976A作为A/D采集芯片，以及SJA1000和PCA82C50用于CAN总线通信。该设计具有结构简单、开发成本低、灵活性高和稳定性好的特点，适用于雷达跟踪、周视监控等数字伺服控制领域。 【详细说明】： 1. **数字式手柄控制器**：数字式手柄控制器相较于传统的模拟手柄，具有更高的精度、抗干扰能力，并且能够提供更稳定的输出。在伺服控制系统中，数字式手柄可以更准确地控制角位置，尤其在高精度要求的应用中更为适用。 2. **CAN总线通信**：控制器采用CAN（Controller Area Network）总线通信，这是一种高效、可靠的串行通信协议，常用于汽车、工业自动化等领域。通过CAN总线，手柄控制器能实时传递角度数据给数字伺服系统，确保系统的快速响应和精确控制。 3. **硬件设计**： - **MCU**：LPC932单片机作为控制核心，其高性能处理器结构使得指令执行速度快，适合用于需要快速响应的控制系统。 - **A/D转换**：AD976A芯片用于将模拟电信号转换为数字信号，提供高速、低功耗的转换能力，确保采集的精度。 - **通信模块**：SJA1000是CAN控制器，负责处理CAN协议的底层操作，PCA82C50是物理层驱动器，两者配合实现CAN总线的通信功能。 4. **软件流程**：软件设计中可能包括信号采集、数据处理、CAN总线通信协议的实现和人机交互界面的控制等部分，确保手柄的输入能够正确转化为系统所需的控制指令。 5. **应用前景**：这种新型手柄控制器在雷达跟踪、周视监控等伺服控制系统中有着广泛的应用前景，因为它们能够提供灵活、稳定的控制，降低系统开发成本，同时提高系统的整体性能。 6. **对比与优势**：相比传统的模拟手柄（如电位器形式），新型数字手柄控制器通过数字化处理，减少了信号失真，增强了抗干扰能力，而且成本相对较低，易于实现。 总结，本文提出的新型数字式手柄控制器利用现代数字技术实现了对角位置的精确控制，并通过CAN总线提供了高效的通信能力，对于提升数字伺服系统的性能和可靠性起到了关键作用。这一设计不仅降低了系统开发成本，还提高了系统的灵活性和稳定性，为未来的数字控制系统提供了有价值的参考。