PC104總線運動控制卡的性能要點與應(yīng)用案例

PC/104(pc104)是一種嵌入式的總線規(guī)范，是ISA(IEEE-996)標(biāo)準(zhǔn)的延伸。后PC時代，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展風(fēng)起云涌，波瀾壯闊。PC/104憑借緊湊的外形、成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)、專業(yè)設(shè)計、專業(yè)生產(chǎn)帶來的高可靠性，將廣大硬件工程師引入了一個更高的層次，標(biāo)準(zhǔn)的PC兼容體系結(jié)構(gòu)大大減少了軟件工程師的工作量。模塊化、通用化的系統(tǒng)更易于維護(hù)、易于擴(kuò)展、易于系列化、易于升級。大大減少了重復(fù)學(xué)習(xí)、重復(fù)開發(fā)的成本。

眾為興數(shù)控技術(shù)有限公司推出的ADT-834卡正是基于PC104總線的高性能四軸伺服/步進(jìn)控制卡。ADT-834運動控制卡具有位置可變環(huán)形，可在運動中隨時改變速度，可使用連續(xù)插補(bǔ)等先進(jìn)功能。脈沖輸出方式可用單脈沖（脈沖+方向）或雙脈沖（脈沖+脈沖）方式，最大脈沖頻率4MHz，采用先進(jìn)技術(shù)使輸出頻率在很高的時候也能使頻率誤差小于0.1%。位置管理采用兩個加/減計數(shù)器，一個用于內(nèi)部管理驅(qū)動脈沖輸出的邏輯位置計數(shù)器，一個用于接收外部的輸入，輸入信號可以是A/B相輸入的編碼器或光柵尺，也可以是上/下脈沖的輸入信號，作為實際位置計數(shù)器，計數(shù)器位數(shù)高達(dá)32位。外部輸入也可用于手輪輸入，作為普通的計數(shù)。提供伺服接口信號，如編碼器信號，到位信號（INPOS），報警信號（ALARM），伺服開啟（SERVO ON）等。

多種控制方式，如定量運動，連續(xù)運動，回零運動，多軸插補(bǔ)，圓弧插補(bǔ)等。插補(bǔ)一般用定速運動，也可用直線/S曲線加減速，（S曲線加減速不能用于圓弧插補(bǔ)）。插補(bǔ)帶有連續(xù)插補(bǔ)功能，即在插補(bǔ)過程中輸入下一點的插補(bǔ)數(shù)據(jù)，以保證脈沖的連續(xù)，使插補(bǔ)達(dá)到更快更好的性能。最大插補(bǔ)速度可達(dá)2Mhz。

速度控制可用定速和直線/S曲線加減速，可做非對稱直線加減速，可用自動/手動減速，在定量驅(qū)動時可防止速度曲線產(chǎn)生三角波形。

每軸有2個32位比較寄存器，可用于軟件限位。每軸有8個輸入信號，包括2個正負(fù)限位信號，3個停止信號，1個伺服到位信號，1個伺服報警信號和1個通用輸入信號，除限位信號外，其余信號可通過設(shè)置成無效來作為通用輸入信號，3個停止信號可作為原點信號、減速信號、編碼器Z相搜尋使用，所有數(shù)字輸入信號均有積分型的濾波器，可選8種濾波時間常數(shù)，以防止干擾。

提供DOS、WINDOWS95/98/NT/2000/XP、WINCE開發(fā)庫，可用VC++、VB、BC++、C++builder、LabVIEW、Delphi等進(jìn)行軟件開發(fā)。

基于PC/104總線的ADT-834運動控制卡主要性能：

·4軸伺服/步進(jìn)電機(jī)控制，每軸可獨立控制，互不影響；
·脈沖輸出的頻率誤差小于0.1%；
·最大脈沖輸出頻率為4MHz；
·脈沖輸出可用單脈沖（脈沖+方向）或雙脈沖（脈沖+脈沖）方式；
·4軸 均有位置反饋輸入，32位計數(shù)，最大計數(shù)范圍 -2,147,483,648~+2,147,483,647 ；
·直線或S曲線進(jìn)行加/減速；
·非對稱直線加/減速運動；
·2-4軸直線插補(bǔ)；
·CW、CCW圓弧插補(bǔ)；
·可用連續(xù)插補(bǔ)功能，最大驅(qū)動速度2MHz；
·每軸都有2 個32位比較寄存器用于邏輯位置計數(shù)器或者實際位置計數(shù)器的位置大小比較，可用于軟件限位；
·可接收伺服馬達(dá)驅(qū)動器的各種信號，如編碼器信Z相號、到位信號、報警信號等；
·每軸有3個STOP信號，可用于原點搜尋、編碼器Z相搜尋；
·運動中可實時改變速度；
·位置計數(shù)器具有可變環(huán)形功能，邏輯位置計數(shù)器和實際位置計數(shù)器是32位長的上/下環(huán)形計數(shù)器；
·運動中可以實時讀出邏輯位置、實際位置、驅(qū)動速度、加速度、驅(qū)動狀態(tài)；
·每軸有8入8出數(shù)字I/O，除2限位信號外均可作為通用I/O使用，數(shù)字輸出可用于伺服開啟，伺服報警復(fù)位等信號；
·每一個輸入信號的輸入端都裝備積分型的濾波器，可以設(shè)定哪一個輸入信號的濾波器功能變?yōu)橛行Щ驘o效，濾波器的時間常數(shù)從8個種類里可以選擇1個；
·支持DOS、WINDOWS95/98/NT/2000/XP、WINCE等操作系統(tǒng)。

ADT-834運動卡控制卡可應(yīng)用在多軸雕銑系統(tǒng)，機(jī)器人系統(tǒng)，空間坐標(biāo)測量系統(tǒng)，基于PC的數(shù)控系統(tǒng)等多種系統(tǒng)中。

PC/104具有非常靈活的模塊化配置功能。開發(fā)者可以根據(jù)自己的需求，準(zhǔn)確選擇他們所需要的功能模塊，用于構(gòu)建自己的系統(tǒng)，還可以為系統(tǒng)配備極其堅固的外殼。用PC/104模塊構(gòu)建的系統(tǒng)體積非常小巧，但功能卻十分強(qiáng)大。PC/104模塊板的功能十分豐富，包括CPU、I/O、DSP、無線網(wǎng)絡(luò)以及GPS等等。用戶在桌面PC系統(tǒng)中能夠找到的每一種功能，都可以在PC/104系統(tǒng)中實現(xiàn)，并且軟件也易于配置。PC/104系統(tǒng)可以運行DOS、Windows以及眾多的實時操作系統(tǒng)，這些特點使得PC/104系統(tǒng)的軟硬件配置實現(xiàn)起來非常容易。

PC/104 的發(fā)展前景非常看好，“堆棧型PC”的前途無限光明。利用成熟的桌面PC技術(shù)，利用豐富的PC軟件資源，使得PC/104技術(shù)如虎添翼。不斷謹(jǐn)慎增加一些成熟的PC技術(shù)，比如增加對PCI總線控制的支持，實現(xiàn)超過4塊PCI附加模塊板的堆棧；增加對未來PC技術(shù)的支持，比如支持PCI Express等。這些將使得PC/104能夠緊跟PC技術(shù)前進(jìn)的腳步，同時不斷滿足廣大客戶的新需求。我們期待國際PC/104協(xié)會為PC/104描繪更加美好的藍(lán)圖。(end)