基于USB總線的FPGA運(yùn)動(dòng)控制卡設(shè)計(jì).pdf

1、為了適應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡的具體需求,緊跟世界運(yùn)動(dòng)控制卡的發(fā)展趨勢(shì),運(yùn)用運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的最新成果,本課題基于 USB接口技術(shù)設(shè)計(jì)了一款比較新穎的以FPGA為核心處理器的三軸聯(lián)動(dòng)多功能運(yùn)動(dòng)控制卡。本運(yùn)動(dòng)控制卡利用了USB總線的快速傳輸率和即插即用的方便性,以及FPGA的豐富資源和快速運(yùn)算能力,使其具備了強(qiáng)大的信息處理能力、很好的實(shí)時(shí)控制能力和很高的開(kāi)發(fā)程度。
　　本課題選用 Philips公司的 PDIUSBD12作為通信接口芯片,

2、 Altera公司的EP3C16Q240C8的FPGA作為系統(tǒng)的主控芯片,Allegro公司的SLA7042M作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片,完成了運(yùn)動(dòng)控制卡主要功能,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)不同輸入信號(hào)的兼容,采用Texas Instruments公司的74ALVC164245設(shè)計(jì)了電平轉(zhuǎn)換電路,同時(shí)采用光電隔離技術(shù)設(shè)計(jì)了數(shù)字輸入/輸出電路,保證了系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的工作。
　　FPGA作為運(yùn)動(dòng)控制卡的核心處理器,不但要完成與 PC機(jī)的通信,還要處理由PC機(jī)

3、發(fā)送的數(shù)據(jù),并根據(jù)處理結(jié)果完成對(duì)電機(jī)的控制。針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡的USB通信功能,本課題利用硬件描述語(yǔ)言在FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)USB接口控制模塊。針對(duì)然后針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程中如設(shè)備平穩(wěn)性、對(duì)下位機(jī)的實(shí)時(shí)控制以及多個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)等具體問(wèn)題,在FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)了能夠?qū)崿F(xiàn)單軸獨(dú)動(dòng)或者多軸聯(lián)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制電路。運(yùn)動(dòng)控制電路中包括了功能齊全的加/減速控制電路、插補(bǔ)電路和細(xì)分控制電路。
　　本課題設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制卡是一個(gè)自定義的USB設(shè)備,它與PC進(jìn)行通信時(shí)必