vhdl在多轴位置控制卡中的应用new

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1、《机床与液压》2003.No.5·231·VHDL在多轴位置控制卡中的应用黄富长1，史晓娟2，施群1，王小椿1（1.西安交通大学数控技术研究所，西安7100492.西安科技大学，西安710054）摘要：本文介绍了多轴位置控制卡的结构及原理，并详细介绍了VHDL语言在多轴位置控制卡电路设计中的应用。采用VHDL语言，使得可编程逻辑器件的开发、使用更为方便灵活。关键词：VHDL；复杂可编程逻辑器件；位置控制中图分类号：TP332.1文献标识码：B文章编号：1001-3881（2003）5-231-2TheAppl

2、icationofVHDLinMulti-axisPositionControlModuleHUANGFu-chang1，SHIXiao-Jue2，SHIOun1，WANGXiao-chun1（1.InstituteofCNC，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China；2.Xi’anUniversityofscienceandTechnoiogy）Abstract：Inthispaper，theconstructionandprincipieofmuiti-axisp

3、ositioncontroimoduieareintroduced.Atthesametimetheap-piicationofVHDLtocarryouttheworkisdiscussedindetaii.BymeansofusingVHDL，itbecomesveryeasyandfiexibietodeveiopanduseCPLD.Keywords：VHDL；Compiexprogrammabieiogicdevice；Positioncontroi1VHDL语言及其开发软件简介分。MAX+PLUS

4、II的设计开发流程如图1所示，若任VHDL语言的英文全名是VeryHighSpeedIntegrat-一步出错edCircuitHardwareDescriptionLanguage即超高速集成电路硬件描述语言。它描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，所以用VHDL语言作为硬件模型建模很合适。设计者的原始描述是非常简练的硬件描述，经过EDA工具综合处理，最终生成付诸生产的电路描述或版图图1MAXPLUS!的开发流程参数描述的工艺文件。整个过程通过EDA工具自动或未达到设计要求，都可以返回修改设计，即很方便完成，大

5、大减轻了设计人员的工作强度，提高了设计进行修正设计，重复各步直至设计完成。质量，减少了出错的机会。2多轴位置控制卡的结构及原理VHDL语言可读性好。VHDL既容易被人读懂又本运动卡是基于工业控制计算机ISA总线的四轴能被计算机识别，作为技术人员编写的源文件，既是交流伺服电机位置控制卡。采用主从控制方式，上位计算机程序、技术文档和技术人员硬件信息交流文机为工业控制计算机，下位机为80C196KC构成的单件，又是签约双方的合同文件。VHDL语言中设计实片机系统，上下位机通过双口RAM进行数据交换。体（Design

6、Entity）、程序包（Package）、设计库（Li-下位机对交流伺服电机编码器的脉冲序列进行采样，brary），为设计人员重复利用别人的设计提供了技术同时控制D/A输出至伺服模块，从而实现对伺服电手段。重复利用他人的IP模块和软核（SoftCore）是机转速的控制。整个系统框图如图2所示。由于四轴位置控制的逻辑较多，若采用分立元件VHDL的特色，许多设计不必个个都从头开始，只要在更高层次上把IP模块利用起来，就能达到事半功进行设计，由于系统过于复杂，线路互联延迟以及布倍的效果。线等原因极易造成系统不稳定，

7、从而影响系统的控制精度。CPLD器件能提高系统的集成度，方便地解决VHDL语言与另一种国际标准的硬件描述语言以上问题。VeriiogHDL相比，其系统抽象能力更强，编程效率高，但对门级开关电路的描述能力略逊于VeriiogHDL。目前，支持VHDL语言的开发软件有好几种，例如Aitera公司的MAX+PLUSII、Xiiinx公司的Founda-tion和Lattice公司的ispVHDL等等，各个软件都有各自的特点。常用的支持VHDL开发工具软件是Aitera公司的MAX+PLUSII。MAX+PLUSII

8、（Muitipiearraymatrixandpro-图2多轴位置控制卡原理图grammabieiogicusersystem）开发系统是一个完全集成CPLD器件为PC机高端地址译码，单片机高端地化、易学易用的可编程逻辑设计环境。它包括设计输址译码以及位置反馈部分的核心器件，其中位置反馈入、项目编译、设计验证及器件编程等四个组成部部分为CPLD内部逻辑设计的重点与难点。传统的方·!"!·《机床与液压