基于FPGA激光掃描器驅(qū)動電路研究.pdf

1、激光掃描器在現(xiàn)代工業(yè)各個領(lǐng)域有巨大需求，但是目前該領(lǐng)域的研究國內(nèi)還不是很多，技術(shù)也不成熟，遠遠沒有達到實際應用的需要，主要原因在于掃描角度小、頻率和精度比較低。傳統(tǒng)驅(qū)動元件普遍采用壓電陶瓷PZT或者梳狀電極靜電驅(qū)動，這種驅(qū)動方式掃描角度很小。設(shè)計更好的驅(qū)動元件和驅(qū)動電路成為激光掃描器設(shè)計中研究的重點問題。
　　 本文采用大角度驅(qū)動元件－音圈電機，并針對音圈電機的特性，設(shè)計了基于現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的激光掃描器驅(qū)動電路。開

2、展的主要工作和取得的成果有：
　　 (1)分析了激光掃描器的工作原理和性能指標，包括掃描角度、頻率和精度，提出了整個電路的幾種實現(xiàn)方案。根據(jù)現(xiàn)有條件和基礎(chǔ)選用了基于FPGA處理器的設(shè)計方案，并對電路的具體實現(xiàn)做了詳細的分析論證和相關(guān)仿真，從原理上掃清了設(shè)計的障礙。
　　 (2)設(shè)計了激光掃描器的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路包括FPGA主控電路、DAC轉(zhuǎn)換及電流信號處理電路和功率驅(qū)動電路。最后對該驅(qū)動電路的驅(qū)動性能做了測試，結(jié)果顯

3、示能夠滿足大角度掃描的需要。
　　 (3)分析PID運動控制算法的基本原理，設(shè)計了一種改進型的數(shù)字PID控制算法，該算法是基于FPGA數(shù)字技術(shù)，用Verilog HDL硬件描述語言實現(xiàn)。搭建了軟硬件仿真平臺，對PID控制算法做了實時仿真和結(jié)果分析，能夠進行PID運動控制。
　　 (4)本設(shè)計中，硬件電路的設(shè)計充分考慮了系統(tǒng)的靈活性和可移植性。對整個電路的抗干擾性能做了評估，在原理圖和PCB板的設(shè)計上都做了相應處理，系統(tǒng)的