開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)PCI接口電路的應(yīng)用研究.pdf

1、以PC技術(shù)為基礎(chǔ)的CNC正在發(fā)展成為世界的潮流,是數(shù)控技術(shù)最有深遠(yuǎn)意義的一次飛躍.通常是指運(yùn)動(dòng)控制器(開(kāi)放式數(shù)控)或CNC功能模塊插入到PC機(jī)總線(xiàn)插槽中,使用標(biāo)準(zhǔn)的硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng).而PC與CNC模塊之間的接口技術(shù)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(duì)先進(jìn)的PCI總線(xiàn)接口技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究,針對(duì)接口設(shè)計(jì)中三個(gè)主要環(huán)節(jié)——PCI總線(xiàn)協(xié)議、硬件接口電路實(shí)現(xiàn)、驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)進(jìn)行了研究和討論.闡述了PCI總線(xiàn)操作的理論,提出了PCI

2、總線(xiàn)開(kāi)發(fā)的具體方案,包括ASIC方案和使用專(zhuān)用接口芯片的方案,討論了方案各自的優(yōu)勢(shì)和不足,做出了分析和論證.在此基礎(chǔ)上,找到一種性?xún)r(jià)比較高的途徑——以PCI9052芯片為關(guān)鍵部件,作為開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)PCI硬件接口電路實(shí)現(xiàn)的核心,以達(dá)到研究目的.課題依據(jù)PCI總線(xiàn)協(xié)議,把握其具有數(shù)據(jù)突發(fā)傳送的功能特點(diǎn),進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)電路開(kāi)發(fā)工作.課題研究了多路高低速的D/A和A/D轉(zhuǎn)換技術(shù),選用了TI-BB公司的DAC7724和AD公司的ADC7865,研究

3、了其組成結(jié)構(gòu)、原理和控制方法.為滿(mǎn)足開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的功能模塊對(duì)數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)、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(diǎn),而且還針對(duì)硬件設(shè)備開(kāi)發(fā)了總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序,這使得系統(tǒng)對(duì)硬件的控制更加靈活和有效.課題開(kāi)發(fā)了基于Windows2000 WDM的驅(qū)動(dòng)程序.Windows2000操作系統(tǒng)具有成熟的架構(gòu)體系,適用于對(duì)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(qū)動(dòng)程序的原理和結(jié)構(gòu),討論了用微軟Device

4、Driver Kit(DDK)工具開(kāi)發(fā)PCI驅(qū)動(dòng)程序的一般過(guò)程.Compuware公司的DriverStudio軟件包實(shí)現(xiàn)了對(duì)DDK的封裝,其開(kāi)發(fā)過(guò)程是基于C++即面向?qū)ο蟮?課題利用DriverStudio驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)套件,圍繞PCI設(shè)備初始化、配置空間訪(fǎng)問(wèn)、I/O操作、內(nèi)存讀寫(xiě)等功能模塊進(jìn)行PCI驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)和調(diào)試.調(diào)試結(jié)果表明DriverStudio是一種高效、實(shí)用的開(kāi)發(fā)工具,縮短了PCI總線(xiàn)軟件的開(kāi)發(fā)周期.PCI總線(xiàn)滿(mǎn)足開(kāi)放式