基于DSP的激光跟踪仪数据通信及处理模块设计

　　便携式、多功能精密激光跟踪测量系统可用于超大尺寸空 间 几 何 测 量 ， 它 具 有 测 量 功 能 多 ( 三 维 坐 标 、尺 寸 、 形 状 、 位 置 ) 、 测 量 精 度 高 ( ± 5 μm / m ) 、 测 量 速度 快 ( 动 态 测 量 、 采 点 速 率 > 1 000 点 / s ) 、 量 程 大 ( 半径 35 m ) 、 可 现 场 测 量 ( 便 携 ) 等 特 点 。 测 量 效 率 比传统的大型 CMM、 经纬仪测量系统和摄影测量系 统等提高数倍[ 1]。

　　数据通信及处理模块属于激光跟踪仪电控系统 ，电控系统的作用是系统数据交换和实时控制。本 文 主 要 介 绍 激 光 跟 踪 仪 电 控 箱 中 数 据 通 信 及 处理 模 块 的 设 计 。 选 用 TI 公 司 的 浮 点 型 DSPTMS320F28335 ( 以 下简称 F28335 ) 做主 控芯片 ， 硬件 协 议栈芯片 W5300 用于实现 TCP/IP 通信。

　　1模块功能及总体设计

　　数 据 通 信 及 处 理 模 块 是 电 控 系 统 的 重 要 组 成 部分 ， 完 成 数 据 通 信 、 误 差 补 偿 及 断 光 续 接 等 功 能 。 数据 通 信 包 括 与 上 位 机 的 TCP/IP 通 信 以 及 与 电 控 系 统主 控 板 的 数 据 通 信 。 图 1 为 数 据 通 信 及 处 理 模 块 的 功能 示 意 图 。

　　激光跟踪仪数据通信及处理模块的组成结构如图 2所示。 模块主要由 F28335 及其附属电路、TCP/IP 通信模块以及与主控计算机接口电路组成。F28335 作为主控芯片控制 W5300 与上位机的 TCP/IP 通信; 与主控板的数据 交换是 利用 双口 RAM 实现存 储器 共享; 外 扩 SRAM用于数据缓存;EEPROM 保存误差补偿参数， 在程序运行过程中可对其进行读出和修改操作。

　　2模块实现

　　2.1 TCP/IP通信的实现

　　2.1.1 W5300

　　简介W5300 是 WIZnet 公 司 开 发 的 具 有 内 部 硬 件 协 议 栈的网络接口芯片，利用该芯片可大大减小硬件接口设计和网络编程的工作量，实现可靠稳定运行的远程数据通信系统，可广泛应用于 各种 安全检 测 、电 力系 统的测 量监控、音视频传输、远程信息传输等领域[ 2]。 本项目选用WIZnet 公 司 的 TCP/IP 硬 件 协 议 栈 芯 片 W5300 实 现TCP/IP 通信功能 。W5300 的以下特点使其易于实现与 Internet 连接[ 3]：

　　(1)W5300 内 部 集 成 10/100 M 以 太 网 控 制 器 、MAC和 TCP/IP 协议栈;

　　(2)W5300 使用方便 、 稳定可靠 ， 广泛应用于高性能 、低成本的 Internet 嵌入式领域;

　　(3)W5300 与主机 (MCU) 采用 总线 接 口 ， 通 过 直 接 访问方式或间接访问方式，W5300 可以很容易地与主机接口，就像访问 SRAM 存储器;

　　(4)W5300 的 通 信 数 据 可 以 通 过 每 个 端 口 的 TX/RXFIFO 寄存器访问 。