運動控制器是移動機器人的核心執行機構，直接決定系統運行的平穩度與精度。在機器人控制架構中，運動控制器需接收上層指令、計算多路控制信號、協調各驅動輪同步運作，並實時監控系統狀態。這對處理器的高速運算能力與可靠性提出了嚴格要求。TI 公司的 TMS320LF2407 定點 DSP 芯片集成了實時處理核心與豐富控制外設，具備高精度、小體積、快運算速度及多級流水線架構，能輕鬆實現複雜控制算法，成為開發高性能運動控制器的理想選擇。
本設計針對六輪搖臂式移動平台，採用模組化設計理念。機器人主控端為 PC 機，負責信息融合、指令下發與遠程監控；下位機為工控機，固定於車體，負責指令分配與數據回傳，雙方經由無線網橋通信。運動控制器以 LF2407 為核心，接收下位機指令，輸出六路電機控制脈衝，同時採集編碼器、電流、電壓等反饋信號上傳。六輪驅動在控制上簡化為雙輪差速模型，硬體電路包含控制脈衝輸出、檢測處理、通信接口、復位電路、I/O 擴展等模組，結構緊湊、可靠性高。
系統採用兩相混合式步進電機（步進角 1.8°），驅動器型號 H-2H057M，輸入信號含步進脈衝 CP、方向電平 DIR 及離線信號 FREE。LF2407 利用事件管理器 EVA/EVB 中的定時器 1/3 產生兩路獨立的 CP 與 DIR 信號。控制邏輯中，DSP 依據上位機指令計算目標轉速與方向，設定定時器周期寄存器初值，通過計數匹配觸發中斷輸出脈衝。以車輪直徑 30 cm、減速比 1:15、驅動器細分數 5 為例，電機每秒需 3978 個脈衝對應 25 cm/s 線速度；LF2407 24 MHz 主頻下，選 64 分頻後周期寄存器置 94 即可滿足需求。
為防止突變速度導致失步，引入積分平滑算法：新速度 = 舊速度 + (目標速度 - 舊速度) / t，其中 t 為經驗確定的時間常數。若平滑後速差過大，採用平均過渡策略。硬體細節上需注意：CP 脈寬 ≥ 5 μs 且低電平有效；換向時 DIR 需在前一 CP 結束與下一 CP 開始之間發出；OPTO 腳需外接 +5V VCC 並保證 8~15 mA 驅動電流。
檢測模組集成光電編碼器、ADC 採樣電路，實時回傳電機轉速、方向、電流及蓄電池電壓。電池電壓經 ADC 轉換，低於閾值即發預警；電機電流通過分流電阻採樣並觸發過流保護。為提高 ADC 精度，模擬供電 (VCCA/VSSA) 與數字電源分離。雙後輪裝設光電編碼器，信號接入 DSP 正交編碼脈衝 (QEP) 電路，利用定時器 2/4 以外部時鐘模式計數，可精確獲取角位移、轉速與方向，並通過脈衝比對檢測堵轉、失步故障。
通信模組基於 SCI 串口，配合 MAX232 實現 RS-232 電平轉換，並加入電平匹配電路適配 3.3V DSP。協議採用中斷收發，上位機發送平移/角速度指令附帶校驗和，DSP 驗證後回應 0xDD (成功) 或 0xBB (重發)，並定期上傳里程計、轉速等狀態。復位電路採用 RC 延時與看門狗雙重保障，R=200 kΩ、C=4.7 μF 可提供 334 ms 低電平復位，滿足 16 MHz 晶振穩定需求。
里程計融合光纖陀螺與傾角傳感器，每 50 ms 計算一次：位移 = (左輪弧度 + 右輪弧度) × 輪半徑 / 2，姿態更新引入航向角與俯仰角修正。軟體採用模組化中斷驅動架構，含初始化、通信中斷、脈衝輸出中斷、主程序四大塊。通信中斷完成數據收發、校驗、平滑處理與寄存器更新；脈衝中斷負責輸出翻轉與計數器重載；看門狗與空中斷服務程序增強容錯能力。
本設計以 TMS320LF2407 為核心，實現了六輪搖臂式移動機器人的精準運動控制。經實驗驗證，系統運行平穩、成本可控，滿足工業級應用需求，為後續導航與任務規劃奠定堅實基礎。
