基于CPLD的開放式四軸運動控制器的設(shè)計
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（5）模擬量輸入電路：對于一些控制場合，需要檢測或控制外部狀態(tài)量的變化，運動控制器也設(shè)計了相應(yīng)的單端或差動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)換基準采用內(nèi)部基準。
（6）可編程定時器：由于在開放式運動控制系統(tǒng)中，插被運算和伺服控制都由PC機完成，這兩個控制任務(wù)通常不在一個任務(wù)循環(huán)中處理。一般而言，插補運算的周期要比伺服控制的周期長，因此兩個任務(wù)需要占用不同的系統(tǒng)資源。由于插補運算通常占用PC機的定時中斷資源，而伺服控制也是一個需要精確定時的任務(wù)，因此在EPF6016內(nèi)部設(shè)計了可編程16位定時器。該定時器可采用不同的時鐘源，定時范圍為0～300ms，最小分辨率為70ns，定時器產(chǎn)生的溢出動作可以向PC機申請中斷。
（7）同步工作電路：在運動控制系統(tǒng)中，各控制軸同步運行是一個很重要的要求，因此在EPF6016內(nèi)部設(shè)計了同步控制電路的和專門的控制字，支持多塊運動控制器控制輸出同步刷新、反饋計數(shù)值同步讀取等操作。
（8）硬件看門狗電路：在運動控制器中采用了DALLAS公司的看門狗復位及電壓監(jiān)控芯片DS1232，以監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件運行情況。當系統(tǒng)軟件運行死機的時候，看門狗電路產(chǎn)生信號復位系統(tǒng)，保證整個系統(tǒng)的可靠性?？撮T狗定時時間可以編程設(shè)置為300ms、600ms、1.2s。
從硬件結(jié)構(gòu)的組成特點可以看出，系統(tǒng)的組成核心是其有可重新配置特點的CPLD
EPF6016，它實現(xiàn)了幾乎所有外圍電路管理功能，而其它的電路都屬于標準的輔助電路。因此系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上具有典型的開放性，這對實現(xiàn)軟件的開放是一個很好的支持。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/191937.htm
2、運動控制器軟件設(shè)計
運動控制器的軟件采用Borland
C++語言編寫，可以按照庫函數(shù)的方式調(diào)用。根據(jù)實時運動控制的特點硬件資源的結(jié)構(gòu)，函數(shù)庫分為兩類：
（1）控制運動控制器硬件操作的函數(shù)庫。包括針對運動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，實現(xiàn)定制的應(yīng)用。運動控制器上的各個硬件功能的存取操作是通過一組讀寫控制命令實現(xiàn)的，每一個控制命令占用一個PC機I/O空間地址，對每一個地址分別進行讀或?qū)懖僮鲗a(chǎn)生不同的功能。硬件操作函數(shù)庫按照C++語言類的方式構(gòu)造，每個命令都是以運動控制器硬件操作類的公有成員函數(shù)形式存在。這些命令主要實現(xiàn)以下功能：
①控制光電編碼器脈沖計數(shù)器，讀取或清除計數(shù)值；
②設(shè)置運動控制器的工作方式以及配置系統(tǒng)的各個硬件資源；
③開關(guān)量輸入輸出操作，實現(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)換器實現(xiàn)模擬量輸出和模擬信號采集等。
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