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DSP论文
基于DSP的多超声测距数据采集处理系统
摘要：介绍了自行设计的移动机器人CASIA-
I中超声测距系统的软、硬件，以及超声测距数据与上位机通信的设计和实现过程。该系
统以DSP-
TMS320LF2407A作为核心处理器，以CAN总线为基础，实现了上述功能。经实验验证，测
距范围为0.45m～3.5m，系统测距精度在0.7%以内，可以满足移动机器人室内导航的要求
。
关键词：移动机器人 DSP 超声测距 CAN总线通讯
移动机器人要实现在未知和不确定环境下运行，必须具备自动导航和避障功能。在移
动机器人的导航系统中，传感器起着举足轻重的作用。视觉、激光、红外、超声传感器
等都在实际系统中得到了广泛的应用。其中，超声波传感器以其信息处理简单、速度快
和价格低，被广泛用作移动机器人的测距传感器，以实现避障、定位、环境建模和导航
等功能。
传统的轮式移动机器人超声数据采集系统大多采用单片机作为微处理器，以此来测量
移动机器人到障碍物的距离，并将距离通过串口传输到上位机。采用这种设计，系统制
造简单、成本低。但是，对于多超声传感器测距系统，如果仍采用单片机来完成测距任
务，由于系统中超声传感器数量较多，为保证系统的实时性，就需要多个单片机才能完
成数据采集，这使得采集系统不可避免地存在设计复杂和一延续
算法难以实现等缺陷。随着微电子工艺的发展，数字信号处理器（DSP）的应用领域已从
通信行业拓展到工业控制领域。TI公司推出的TMS320LF2407A的专门针对控制领域应用的
DSP，它具有高速信号处理和数字控制功能所必需的体系结构，其指令执行速度高达40M
IPS，且大部分的指令都可以在一个25ns的单周期内执行完毕。另外，它还具有非常强大
的片内I/O端口和其它外围设置，可以简化外围电路设计，降低系统成本。正是基于种思
想，中国科学院自动化研究所在国家“86
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