基于DSP2812的運(yùn)動(dòng)控制卡設(shè)計(jì)和研究.pdf

1、基于PC的數(shù)控系統(tǒng)是目前比較流行的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。近年來(lái),由于PC機(jī)發(fā)展迅速,技術(shù)成熟,軟件資源豐富,能夠方便地實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的開(kāi)放性和個(gè)性化。因此充分利用PC機(jī)資源,發(fā)展基于PC的數(shù)控系統(tǒng),已成為世界各國(guó)發(fā)展研究的重點(diǎn)。和國(guó)外相比,運(yùn)動(dòng)控制器在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展相對(duì)滯后。因此,本文對(duì)個(gè)人計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的核心處理部件運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究,提出了以TMS320F2812 DSP芯片為核心的設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了四軸運(yùn)動(dòng)控制卡；并詳細(xì)介紹了

2、運(yùn)動(dòng)控制卡硬件平臺(tái)及其軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程。
　　 本文根據(jù)控制卡的性能要求以及運(yùn)動(dòng)控制卡在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的功能和結(jié)構(gòu),確定了運(yùn)動(dòng)控制卡的硬件組成。詳細(xì)介紹了DSP芯片TMS320F2812、PCI接口芯片PCI9054、可編程邏輯器件EPM7128、雙端口RAM IDT70V27的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。該運(yùn)動(dòng)控制卡以TI公司的DSP芯片TMS320F2812作為其核心處理器,通過(guò)PCI總線與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,采用PCI專(zhuān)用接口芯片PC

3、I9054與DSP共享雙端口RAM的方式提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?。本課題對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡的各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì),包括DSP最小系統(tǒng)模塊、DSP電機(jī)接口模塊、DSP擴(kuò)展通信模塊、基于雙端口RAM的DSP和PCI接口電路模塊以及CPLD邏輯電路等模塊。DSP模塊主要完成運(yùn)動(dòng)控制功能,PCI接口模塊實(shí)現(xiàn)與上位PC機(jī)的通信功能,可編程邏輯器件EPM7128實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制卡的邏輯控制、編碼器反饋信號(hào)的處理等。
　　 本文利用Protel99 S

4、E電路設(shè)計(jì)軟件,完成運(yùn)動(dòng)控制卡的原理圖設(shè)計(jì)；采用MAX+PLUSⅡ軟件作為邏輯電路設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)工具。EPM7128內(nèi)部邏輯包括編碼器反饋信號(hào)邏輯電路和PCI9054讀寫(xiě)雙端口RAM的邏輯電路。本課題采用VHDL語(yǔ)言和圖形輸入相結(jié)合的設(shè)計(jì)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)CPLD的內(nèi)部邏輯電路設(shè)計(jì)。在軟件設(shè)計(jì)方面,對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡的系統(tǒng)軟件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì),包括DSP的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和PCI驅(qū)動(dòng)軟件的設(shè)計(jì),并給出了運(yùn)動(dòng)控制卡的系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)流程以及PCI驅(qū)動(dòng)程序功能的實(shí)