開放式數(shù)控系統(tǒng)PCI接口電路的應用研究.pdf

1、以PC技術為基礎的CNC正在發(fā)展成為世界的潮流,是數(shù)控技術最有深遠意義的一次飛躍.通常是指運動控制器(開放式數(shù)控)或CNC功能模塊插入到PC機總線插槽中,使用標準的硬件平臺和操作系統(tǒng).而PC與CNC模塊之間的接口技術是系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)揮高速性能的重要保障環(huán)節(jié).本課題對先進的PCI總線接口技術的應用進行了研究,針對接口設計中三個主要環(huán)節(jié)——PCI總線協(xié)議、硬件接口電路實現(xiàn)、驅動程序開發(fā)進行了研究和討論.闡述了PCI總線操作的理論,提出了PCI

2、總線開發(fā)的具體方案,包括ASIC方案和使用專用接口芯片的方案,討論了方案各自的優(yōu)勢和不足,做出了分析和論證.在此基礎上,找到一種性價比較高的途徑——以PCI9052芯片為關鍵部件,作為開放式數(shù)控系統(tǒng)PCI硬件接口電路實現(xiàn)的核心,以達到研究目的.課題依據(jù)PCI總線協(xié)議,把握其具有數(shù)據(jù)突發(fā)傳送的功能特點,進行了實驗電路開發(fā)工作.課題研究了多路高低速的D/A和A/D轉換技術,選用了TI-BB公司的DAC7724和AD公司的ADC7865,研究

3、了其組成結構、原理和控制方法.為滿足開放式數(shù)控系統(tǒng)的功能模塊對數(shù)據(jù)通信的實時、多變(延遲和等待)要求,課題不僅充分利用了PCI9052的多功能特點,而且還針對硬件設備開發(fā)了總線驅動程序,這使得系統(tǒng)對硬件的控制更加靈活和有效.課題開發(fā)了基于Windows2000 WDM的驅動程序.Windows2000操作系統(tǒng)具有成熟的架構體系,適用于對安全性和可靠性要求較高的工業(yè)控制系統(tǒng).課題研究了WDM驅動程序的原理和結構,討論了用微軟Device

4、Driver Kit(DDK)工具開發(fā)PCI驅動程序的一般過程.Compuware公司的DriverStudio軟件包實現(xiàn)了對DDK的封裝,其開發(fā)過程是基于C++即面向對象的,課題利用DriverStudio驅動程序開發(fā)套件,圍繞PCI設備初始化、配置空間訪問、I/O操作、內(nèi)存讀寫等功能模塊進行PCI驅動程序的編寫和調(diào)試.調(diào)試結果表明DriverStudio是一種高效、實用的開發(fā)工具,縮短了PCI總線軟件的開發(fā)周期.PCI總線滿足開放式