多軸運動控制接口電路設計及其在FPGA中的實現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，運動控制已經(jīng)成為數(shù)控領域的關鍵技術。數(shù)控領域對于多軸同步控制的需求逐漸增多，且要求運動控制具有高精度、高速度的特征。數(shù)字化技術的發(fā)展促使運動控制的設計方案多種多樣，采用ARM與FPGA結合的方案，利用PLC控制器的優(yōu)點將運動控制技術與 PLC控制技術相結合，設計出一款控制精度高、速度快、編程方便、通用性好、低成本的運動控制器。本文在著重介紹多軸運動控制接口電路在FPGA中的實現(xiàn)，并驗證其功能的正確性。
　　

2、首先，基于當前運動控制領域的背景和發(fā)展提出了運動控制接口電路的功能需求，對運動控制的整體結構做出分析，選擇FPGA電路設計的流程和方法，將運動控制器系統(tǒng)化、模塊化。
　　然后，對FPGA的最小系統(tǒng)做出設計，分別對系統(tǒng)的電源、晶振、調試下載做出設計說明，并在輸入輸出端使用光電隔離，避免工業(yè)噪聲的干擾。在外圍硬件設計完畢后，設計選擇并行總線通信連接ARM與FPGA，在FPGA內部設計數(shù)據(jù)接口電路，并設計數(shù)據(jù)的緩存機制，對 FPGA的功

3、能進行寄存器分配，設計通過操作功能寄存器來控制FPGA的數(shù)據(jù)讀寫。
　　接著，對FPGA內部的功能子模塊進行詳細的設計說明。設計從功能模塊的設計需求出發(fā)，對功能模塊進行寄存器分配，然后分析設計原理，使用Verilog HDL硬件語言設計模塊電路，并對模塊進行原理圖封裝和調用。設計包括時鐘模塊、軸脈沖輸出模塊、軸使能位選則模塊和使能位控制模塊、PLS模塊、計數(shù)測頻模塊、中斷模塊、輸入輸出信號處理模塊等。
　　最后，驗證FPGA