該課題通過對開放式數控技術的全面調研和對運動控制技術的深入研究,并針對國內運動控制技術的研究起步較晚的現狀,結合激光雕刻領域的具體需要,緊跟當前運動控制技術研究的發展趨勢,吸收了世界開放式數控技術和相關運動控制技術的最新成果,采納了基于DSP和FPGA的方案,研制了一款比較新穎的、功能強大的、具有很大柔性的四軸多功能運動控制卡.該論文主要內容如下:首先,通過對制造業、開放式數控系統、運動控制卡等行業現狀的全面調研,基于對運動系統控制技術的深入學習,在比較了幾種常用的運動控制方案的基礎上,確定了基于DSP和FPGA的運動控制設計方案,并規劃了板卡的總體結構.其次,針對運動控制中的一些具體問題,如高速、高精度、運動平穩性、實時控制以及多軸聯動等,在FPGA上設計了功能相互獨立的四軸運動控制電路,仔細規劃并定義了各個寄存器的具體功能,設計了功能完善的加/減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計數器電路等,完全實現了S-曲線升降速運動、自動降速點運動、A/B相編碼器倍頻計數電路等特殊功能.再次,介紹了DSP在運動控制中的作用,合理規劃了DSP指令的形成過程,并對DSP軟件的具體實現進行了框架性的設計.然后,根據光電隔離原理設計了數字輸入/輸出電路;結合DAC原理設計了四路模擬輸出電路;實現了PCI接口電路的設計;并針對常見的干擾現象,提出了有效的抗干擾措施.最后,利用運動控制卡強大的運動控制功能,并針對激光雕刻行業進行大幅圖形掃描時需要實時處理大量的圖形數據的特別需要,在板卡第四軸完全實現了激光控制功能,并基于FPGA內部的16KBit塊RAM,開辟了大量數據區以便進行大幅圖形的實時處理.
標簽：
FPGA
DSP
運動控制
上傳時間：
2013-06-09
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隨著單片機性能不斷提高而價格卻不斷下降, 單片機控制在越來越多的領域得以應用。按照傳統的模式, 在整個項目開發過程中, 先根據控制系統要求設計原理圖, PCB 電路圖繪制, 電路板制作, 元器件的焊接, 然后進行軟件編程, 通過仿真器對系統硬件和軟件調試, 最后將調試成功的程序固化到單片機中。這一過程中的主要問題是, 應用程序需要在硬件完成的情況下才能進行調試。雖然有的軟件可以進行模擬調試, 但是對于一些復雜的程序如人機交互程序, 在沒有硬件的時候, 沒有界面的真實感, 給調試帶來困難。在軟硬件的配合中如需要修改硬件, 要重新制板, 在時間和投入上帶來很大的麻煩。縱觀整個過程, 無論是從硬件成本上, 還是從調試周期上, 傳統開發模式的效率有待提高。能否只使用一種開發工具兼顧仿真, 調試, 制板, 以及最大限度的軟件模擬來作為單片機的開發平臺, 用它取代編程器、仿真器、成品前的硬件測試等工作是廣大單片機開發者的夢想。
PROTEUS 軟件介紹為了更加直觀具體地說明Proteus 軟件的實用價值, 本文以一具體的TAXI 的計價器和計時器電路板的設計過程為例。其電路板要實現的功能是:㈠計時功能(相當于時鐘);㈡里程計價功能:兩公里以內價格為4 元, 以后每一公里加0.7 元, 不足一公里取整(如10.3 公里取11 公里);㈢通過鍵盤輸入里程, 模擬計算里程費, 實現Y= (X- 2)*0.7+4 的簡單計算。基于上述功能, 選用ATMEL 公司生產的通用芯片AT89C51 單片機構成應用系統。AT89C51 是內含8 位4K 程序存儲器, 128B 數據存儲器, 2 個定時器/計數器的通用芯片。系統開發環境采用ProteusISIS 6。2.1 計價器模擬系統硬件構成系統主要由一個AT89C51 單片機、74LS373、74LS240、矩陣鍵盤、4 位7 段數碼管等組成。通用AT89C51 單片機芯片作為整個電路的核心部分、74LS373 作為LED 段選控制、74LS240四路反相器則為4 位共陰極7 段數碼管提供位選通信號、矩陣鍵盤輸入控制信號。
標簽：
Proteus
單片機
出租車計價器
上傳時間：
2013-11-09
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