基于armcpld的高速运动控制器的开发和应用

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1、摘要目自订运动控制主要有两种实现方式，一是使用PLC加运动控制模块来实现：二是使用PC加运动控制卡水实现。两者各有优缺点，但两者有以下共同的缺点：一是由于它们儿乎都是采用通用微控制器(MCU和DSP)来实现电机控制，由于受CPU速度的限制，以及CPU的多个进程同时处理，故无法在控制精度和控制速度比较高的场合中应用。二是它ffJ的设计只是把运动控制部件当作系统的一个部分，如果要完成一个机械设备的完整控制，还需要辅助有其他的数字量／模拟量控制设备。这样在提高了系统成本的同时，也降低了系统的可靠性。论文设计了一种基于ARM+CPLD的高速运动控制器，该控：驯器采用高速的CP

2、LD处理器来完成电机的闭环控制，辅助以NXP的32位ARM7TDMI处理器LPC231X来实现复杂的运动规划，使得运动控制精度更高、速度更快、运动更加平稳；同时为系统扩展了常规运动控制}不具备的通用I／O接口，除开4轴运动控制所需要的8点高速脉冲输入和8点高速脉冲输出外，系统具有24点数字量输入(可选共阴或共阳)，25点继电器输出，仅一台这样的专用设备就可以完成4轴运动控制和设备E其它开关量控制。系统采用可移植的软、硬件设计。硬件上以运动控制部件为核心，可以方便的在ARM处理器预留的资源上扩展出数字输入，数字输出，AD输入，DA输出等常用功能模块。系统软件构架如下：在

3、最上层，系统采用uC／OS—II操作系统来完成系统任务调度；在底层，将底层设备的操作打包编写成底层驱动的形式，可直接供用户程序调用；在中川层，可根据不同的用户要求编写用户程序，再将其传递给uC／OS．II来调度该用，-程序。将该运动控制器应用于工业应用中的套标机，在对套标机进行运动分解之后，结合套标机的电气特性，很好的实现了运动控制器在套标机上的二次丌发，满足了套标机在现场中的应用。关键词：运动控制；高速控制；ARM；CPLD；lae／0S—IIABSTRACT．Therearetwomainmotioncontroltypesinthesedays，oneisbas

4、edonPLCandmotioncontrolmodule，theotherisbasedonPCandmotioncontrolcard，bothhaveadvantagesanddisadvantages，buttherearecommonfollowingshortcomings．First，becausealmostallofthemadoptacommonmicrocontroller(MCUandDSP)toachievemotorcontrol，sincetherestrictionsoftheCPU’Sspeed，aswellasanumberofCP

5、Uprocessesneedtobeoperatedatthesametime，SOitcannotpromisetheaccuracyandthespeedintheapplicationofsomerelativelyhighspeedofoccasions．Second，thecomponentofmotioncontrolisonlyapartofthewholesystem，ifwecompleteafullcontroloverthemachineryandequipment，wealsoneedotherdigital／analogcontrolequi

6、pment．Itisgreatlyincreasingthesystemcostandalsoloweringthesystemreliability．Inthisdissertation，aHigh—speedmotioncontrollerwhichisbasedonARM+CPLDisdesigned．Theclosed-loopcontrolofmotoriscompletedbyahigh—speedprocessorCPLD，thecomplexmotionplanningisachievedbythe32一bitprocessorLPC231XofARM

7、77FDMI，itmakesthemotioncontrolmoreprecision，speedandsmoothmovement．Atthesamctime．Itexpandsthegeneral-purposeI／OInterfaceforthesystemwhichthemotioncontrolcarddoesnothave．Withtheexceptionofthe8-pointhigh—speedpulseinputand8-pointhigh—speedpulseoutputwhicha4-axismotioncontrolsisre