PCI總線的運動控制卡Motion Control Card Base on PCI Bus
運動控制器作為一個獨立的工業(yè)自動化控制類產(chǎn)品,已被廣泛應(yīng)用于越來越多的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,并形成引人矚目的市場規(guī)模,以DSP為核心的運動控制卡已成為運動控制器的發(fā)展主流,它可方便地以插卡形式嵌入PC機(jī),將PC機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力和開放式特點與運動控制卡的運動控制能力相結(jié)合,具有信息處理能力強(qiáng)、開放程度高、運動控制方便、通用性好的特點。插補(bǔ)是運動控制中最基本,最常用的功能,但是,目前運動控制卡都是由軟件來實現(xiàn)插補(bǔ)功能,耗費處理器資源較多,實時性不高,并且在某此應(yīng)用中插補(bǔ)會有特殊的要求,例如在用電火花進(jìn)行砂輪修整時需要響應(yīng)快、實時性強(qiáng)的插補(bǔ)回退。本文通過對國內(nèi)外幾種典型運動控制卡的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行全面分析,研究、開發(fā)出一款以DSP為主控單元,基于PCI總線,可以實現(xiàn)自動、實時正反向硬件插補(bǔ)的運動控制卡,提出了運動控制卡的硬件總體設(shè)計方案,采用32位定點DSP TMS320F2812作為控制核心,專用接口芯片PCI9052實現(xiàn)PCI總線接口,采用VHDL語言編寫正向反向的直線、圓弧硬件插補(bǔ)程序。同時,對控制卡的各功能模塊如DSP供電系統(tǒng)、時鐘電路、DSP與PCI機(jī)之間的接口電路等實現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)研究。充分發(fā)揮了PC機(jī)和用戶交互的方便性,開發(fā)了容易使用的插補(bǔ)軌跡輸入程序,制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式,方便了用戶界面程序的改進(jìn)和研究。研究了運動控制卡的驅(qū)動程序開發(fā)方法,采用Windriver對板卡進(jìn)行了功能的調(diào)試。采用模塊化程序設(shè)計方法,完成了DSP主控程序設(shè)計,包括DSP初始化模塊、與PC機(jī)的通信模塊以及運動控制卡各功能的測試模塊。
