一種嵌入式運動控制器的實現(xiàn)

　　軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法，程序的總體結(jié)構(gòu)采用以數(shù)據(jù)管理和位置速度控制為主，以I/O端口控制、邏輯控制、插補運算等為中斷任務(wù)或子函數(shù)任務(wù)的形式。位置速度控制主要負責(zé)對實時運動狀態(tài)的監(jiān)控與調(diào)節(jié);I/O端口控制主要負責(zé)掃描輸入端口、設(shè)置輸出端口等輔助性任務(wù)。

　　DSP控制程序主要由一個定時中斷構(gòu)成，主程序啟動后，首先完成對TMS320F2812的初始化及系統(tǒng)的一些基本配置，并處于等待狀態(tài)。運動控制功能是在伺服中斷服務(wù)程序中實現(xiàn)的。主程序和伺服中斷服務(wù)程序基本流程如圖4所示。

　　FPGA主要完成運動控制器的精插補功能，采用數(shù)字積分法進行插補。把數(shù)字積分法分為3個狀態(tài)：

　　(1)狀態(tài)WAIT，等待插補信號;

　　(2)狀態(tài)L1，判斷總的脈沖數(shù);

　　(3)狀態(tài)L2，積分累加器累加一次，如有溢出，相應(yīng)的輸出脈沖為高電平，剩余累加次數(shù)減1。

　　數(shù)字積分法的有限狀態(tài)機如圖5所示。

　　觸發(fā)條件T1：沒有啟動信號，下一狀態(tài)為WAIT，無操作;

　　觸發(fā)條件T2：有啟動信號，下一狀態(tài)為L1，操作為初始化各寄存器，置忙信號;

　　觸發(fā)條件T3：剩余累加次數(shù)大于0，下一狀態(tài)為L2，操作為各軸輸出脈沖為低電平;

　　觸發(fā)條件T4：剩余累加次數(shù)為0，下一狀態(tài)為WAIT，操作為各軸輸出脈沖為低電平，清忙標志;

　　無觸發(fā)條件：下一狀態(tài)為L1。

　　具體實現(xiàn)方法為：時序電路產(chǎn)生的插補脈沖作為此模塊的累加脈沖，每累加1次，剩余累加次數(shù)減1。當剩余累加次數(shù)為0時，此次插補過程結(jié)束。

　　4 結(jié)語

　　該運動控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以模塊化和易于擴展，這樣可以滿足用戶的各種需求。在軟件部分中，采用有限狀態(tài)機的插補方法，在插補速度處理環(huán)節(jié)做了優(yōu)化，使脈沖輸出更加穩(wěn)定。