1 引言
　　空間光通信技術是當前研究的熱點，可應用于眾多領域，包括：低軌道衛(wèi)星與高軌道衛(wèi)星（LEO-GEO）通信、高軌道衛(wèi)星與高軌道衛(wèi)星（GEO-GEO）通信、低軌道衛(wèi)星與低軌道衛(wèi)星（LEO-LEO）通信、空間與地面的通信、深空探測、載人航天空間站通信等。尤其是近年來發(fā)展起來的星載合成孔徑雷達、高清晰光學遙感圖像等需要超大數據流傳輸的領域就更迫切地需要用光建立通信鏈路。
　　空間光通信的一個技術難點就是APT（Acquisition，Pointing and Tracking）系統(tǒng)的研究，該系統(tǒng)對實現(xiàn)空間通信鏈路的建立和維持起到關鍵性的作用。典型的APT系統(tǒng)主要由光學天線、圖像處理單元和運動控制單元三部分組成。本文介紹的APT運動控制箱即是結合空間光通信的具體應用背景，采用模塊化的設計思想，把APT系統(tǒng)中的運動控制部分封裝成箱，既可作為電機控制系統(tǒng)單獨使用，又可結合光學天線和圖像處理單元實現(xiàn)整個APT系統(tǒng)的掃描和跟蹤功能。
　　2 運動控制箱總體設計
　　運動控制箱是以TMS320LF2407A（以下簡稱為DSP）為核心處理器。它是TI公司主推的一款16位定點DSP，適用于電機控制和其他嵌入式控制應用。該款DSP片上集成有脈寬調制（PWM）電路，可用于控制電機驅動器，并由電機驅動器控制電機運動。這是由于脈寬調制電路輸出的PWM波驅動電流不能驅動電機運動，需加入驅動器增大電流。
　　為實現(xiàn)步進電機的二維控制，運動控制箱內包含兩個步進電機驅動器SH20403。該驅動器專用于驅動二相步進電機，可提供高達3 A的驅動電流，具有8種可選的輸出電流和7種可選擇的細分模式，并具有高可靠性和低成本特性。運動控制箱內同時還包含一個128×64位圖形液晶顯示器T6963和一個16位鍵盤以提供友好人機界面。運動控制箱整體結構框圖如圖1所示。
　　
　　3 運動控制箱硬件設計
　　控制核心選用Study-2407A EVM板，與運動控制箱相關核心電路主要包含兩部分。
　　3.1 串口通信硬件設計
　　DSP內部包含串行通信接口SCI模塊，通過該模塊的接口電路即可完成串口通信的硬件設計。其硬件電路如圖2所示。
　　
　　接口器件選用Maxim公司的MAX232。該器件主要用于串口通信的接口電路設計。圖中，TX_232，RX_232分別為上位機的發(fā)送端口和接收端口。為了保證上位機與下位機的通信，串口通信的雙方TX，RX信號必須反接。上位機TX_232端口連至DSP的SCIRXD端口。DSP的SCITXD端口經MAX232輸出至上位機RX_232端口。
　　3.2圖形液晶擴展接口設計
　　針對圖形液晶顯示器T6963設計擴展接口。該接口的數據線都經74LS245緩沖。讀信號和寫信號與DSP直接相連，片選端口CS與C／D通過DSP的I／O端口控制，這兩個I／O端口分別為IOPF4和IOPF5。液晶亮度則通過電位器調節(jié)。圖3是圖形液晶擴展接口電路。