基于CPLD的開放式四軸運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)
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（5）模擬量輸入電路：對(duì)于一些控制場(chǎng)合，需要檢測(cè)或控制外部狀態(tài)量的變化，運(yùn)動(dòng)控制器也設(shè)計(jì)了相應(yīng)的單端或差動(dòng)式模擬量反饋輸入通道。系統(tǒng)采用MAXIM公司的8通道、12位轉(zhuǎn)換精度、150kHz采樣頻率的A/D轉(zhuǎn)換器MAX197。各模擬量通道可以獨(dú)立編程選擇輸入范圍：±10V、±5V、0～10V、0～5V，A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)采用內(nèi)部基準(zhǔn)。
（6）可編程定時(shí)器：由于在開放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，插被運(yùn)算和伺服控制都由PC機(jī)完成，這兩個(gè)控制任務(wù)通常不在一個(gè)任務(wù)循環(huán)中處理。一般而言，插補(bǔ)運(yùn)算的周期要比伺服控制的周期長(zhǎng)，因此兩個(gè)任務(wù)需要占用不同的系統(tǒng)資源。由于插補(bǔ)運(yùn)算通常占用PC機(jī)的定時(shí)中斷資源，而伺服控制也是一個(gè)需要精確定時(shí)的任務(wù)，因此在EPF6016內(nèi)部設(shè)計(jì)了可編程16位定時(shí)器。該定時(shí)器可采用不同的時(shí)鐘源，定時(shí)范圍為0～300ms，最小分辨率為70ns，定時(shí)器產(chǎn)生的溢出動(dòng)作可以向PC機(jī)申請(qǐng)中斷。
（7）同步工作電路：在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，各控制軸同步運(yùn)行是一個(gè)很重要的要求，因此在EPF6016內(nèi)部設(shè)計(jì)了同步控制電路的和專門的控制字，支持多塊運(yùn)動(dòng)控制器控制輸出同步刷新、反饋計(jì)數(shù)值同步讀取等操作。
（8）硬件看門狗電路：在運(yùn)動(dòng)控制器中采用了DALLAS公司的看門狗復(fù)位及電壓監(jiān)控芯片DS1232，以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟硬件運(yùn)行情況。當(dāng)系統(tǒng)軟件運(yùn)行死機(jī)的時(shí)候，看門狗電路產(chǎn)生信號(hào)復(fù)位系統(tǒng)，保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠性?？撮T狗定時(shí)時(shí)間可以編程設(shè)置為300ms、600ms、1.2s。
從硬件結(jié)構(gòu)的組成特點(diǎn)可以看出，系統(tǒng)的組成核心是其有可重新配置特點(diǎn)的CPLD
EPF6016，它實(shí)現(xiàn)了幾乎所有外圍電路管理功能，而其它的電路都屬于標(biāo)準(zhǔn)的輔助電路。因此系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上具有典型的開放性，這對(duì)實(shí)現(xiàn)軟件的開放是一個(gè)很好的支持。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/191937.htm
2、運(yùn)動(dòng)控制器軟件設(shè)計(jì)
運(yùn)動(dòng)控制器的軟件采用Borland
C++語言編寫，可以按照庫(kù)函數(shù)的方式調(diào)用。根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)硬件資源的結(jié)構(gòu)，函數(shù)庫(kù)分為兩類：
（1）控制運(yùn)動(dòng)控制器硬件操作的函數(shù)庫(kù)。包括針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器硬件基本操作的函數(shù)，通過調(diào)用這些函數(shù)可以充分利用硬件資源，實(shí)現(xiàn)定制的應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)控制器上的各個(gè)硬件功能的存取操作是通過一組讀寫控制命令實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)控制命令占用一個(gè)PC機(jī)I/O空間地址，對(duì)每一個(gè)地址分別進(jìn)行讀或?qū)懖僮鲗a(chǎn)生不同的功能。硬件操作函數(shù)庫(kù)按照C++語言類的方式構(gòu)造，每個(gè)命令都是以運(yùn)動(dòng)控制器硬件操作類的公有成員函數(shù)形式存在。這些命令主要實(shí)現(xiàn)以下功能：
①控制光電編碼器脈沖計(jì)數(shù)器，讀取或清除計(jì)數(shù)值；
②設(shè)置運(yùn)動(dòng)控制器的工作方式以及配置系統(tǒng)的各個(gè)硬件資源；
③開關(guān)量輸入輸出操作，實(shí)現(xiàn)包括通用I/O和專用I/O的查詢和設(shè)置、控制器硬件資源工作狀態(tài)查詢等功能；
④模擬量控制命令，用于控制D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬量輸出和模擬信號(hào)采集等。
評(píng)論