本文著重研究用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)來開發(fā)設(shè)計精插補(bǔ)芯片。選用Altera公司的Cyclone系列的EP1C3T144C8芯片設(shè)計了逐點比較法,數(shù)字積分法和比較積分法三種經(jīng)典插補(bǔ)算法,并對各種算法模塊進(jìn)行了仿真驗證。又設(shè)計了三個算法選通信號,將三種算法模塊綜合成了一個整電路。 在完成了FPGA內(nèi)部三種算法的實現(xiàn)后,設(shè)計以一個STC單片機(jī)為粗插補(bǔ)處理器的FPGA實驗開發(fā)系統(tǒng),并制作了PCB板。實驗開發(fā)系統(tǒng)板中設(shè)計了單片機(jī)程序下載和的FPGA下載配置電路,并且配有FPGA專用配置芯片,能實現(xiàn)FPGA上電自動配置。可用該實驗系統(tǒng)板進(jìn)行精插補(bǔ)芯片的設(shè)計與開發(fā),以及對所完成設(shè)計的功能進(jìn)行驗證。 為驗證所設(shè)計芯片的插補(bǔ)功能,編寫了單片機(jī)粗插補(bǔ)程序,將產(chǎn)生的粗插補(bǔ)坐標(biāo)增量發(fā)給FPGA進(jìn)行插補(bǔ)實驗,得到了理想的插補(bǔ)輸出脈沖。又編寫了單片機(jī)脈沖處理程序,讀回了FPGA的輸出脈沖,并由串口發(fā)送給PC機(jī)。最后通過編寫PC機(jī)的串口通信程序以及根據(jù)插補(bǔ)脈沖繪圖的程序,把FPGA的輸出脈沖繪制成了插補(bǔ)軌跡圖形。 最終繪圖結(jié)果顯示,在20M輸入時鐘頻率下,由插補(bǔ)脈沖生成的插補(bǔ)軌跡圖形正確,驗證了本文設(shè)計的三種插補(bǔ)算法功能的正確性。本設(shè)計插補(bǔ)芯片達(dá)到了高速插補(bǔ)功能要求。
標(biāo)簽:
FPGA
數(shù)控
片的設(shè)計
上傳時間:
2013-04-24
上傳用戶:zgu489