基于DSP的运动控制卡的硬件设计.pdf

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1、2012年9月机床与液压Sep．2012第4O卷第l8期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．18DOI：10．3969／j．issn．1001～3881．2012．18．036基于DSP的运动控制卡的硬件设计潘伟维，刘康，杨大志(四川X．r-．学院机械工程学院，四川自贡643000)摘要：以TI公司的TMS320F2812和PLX公司的PCI9052为基础，阐述基于DSP的运动控制卡的硬件设计和实现方案，对整个运动控制卡进行了详细的描述，并对其进行了分块说明，还介绍了板卡驱动程序的设计方法。采用DSP与PCI的通信方式，实现了上下位机的高速

2、通信。由于DSP的高速处理能力，满足了整个控制卡的实时性和精度的要求。关键词：DSP；PCI；运动控制中图分类号：TM921．51文献标识码：B文章编号：1001—3881(2012)18—115—3DesignofMotionControlBoardBasedonDSPPANWeiwei，LIUKang，YANGDazhi(MechatronicEngineeringSchoolofSichuanUniversityofScience&Engineering，’ZigongSichuan643000，China)Abstract：BasedonTMS320F281

3、2ofTIcompanyandPCI9052ofPLXcompany，thedesignofmotioncontrolboardbasedonDSPandtheimplementationplanwereintroduced．Thewholemotioncontrolboardwasdescribedanditsblockswereexplained．Thedesignmethodoftheboarddriverswasintroduced．ThroughthecommunicationsmethodcombiningDSPandPCI，thehighspeedco

4、rn·municationbetweentheupperandthelowercomputerwasrealized．BecauseoftheDSP'sfeaturesofveryhighhandlespeedthewhole，motioncontrolboard’Sreal—timeandprecisionrequirementswereguaranteed．Keywords：DSP；PCI；Motioncontrol随着微电子技术、电子电力技术、自动控制技术快、处理能力更强的基于PCI总线的以DSP为核心和微机应用技术的发展，电机控制的模拟实现逐渐跟的运动控制卡

5、，其总体设计图1所示。不上技术的需要。而MCU、FPGA、通用计算机、DSP等数字控制器逐渐发展起来，应用先进算法、先进的全数字化智能控制系统将成为新一代运动控制的发展方向”。作者采用了德州仪器(TI)公司生产的图1总体设计图TMS320F2812芯片和PLX公司的PCI9052芯片，基由图可知，PCI总线通过金手指直接与PCI9052于PCI总线开发运动控制卡，以TMS320F2812芯片相连，PCI9052则通过双端口RAM(IDT7133)与为控制核心。该运动控制卡具有灵活的编程能力，能DSP芯片(TMS320F2812)相连，由于TMs320F2812实现复

6、杂的控制算法，提高了控制性能。芯片的主核电压和外部电压分别为1．8和3．3V，因1运动控制卡的总体结构此在其运行过程中必须通过电平转换芯片来防止芯片该运动控制卡是基于电火花线切割数控机床的，的烧坏。驱动器模块则主要包括了电平转换、脉冲分其主要功能是实现机床对、Y轴的控制。以前该机配、功率放大等系列芯片，主要是针对各种不同类型床的数控系统采用基于ISA的以单片机为核心的控制步进电机进行设计。系统，由于ISA的传输速度比较慢、处理能力过低，2运动控制卡的硬件结构加上单片机的处理能力在某些方面不足以达到要求，运动控制卡的硬件结构如图1所示，主要包括PCI而且需要丰富的外设

7、，因此其稳定性和可靠性都受到总线、PCI9052芯片、IDT7133芯片、TMS320F2812芯了一定的影响。针对以上情况，设计了传输速度更片、驱动模块等一些外设芯片，下面就以上芯片做些收稿日期：2011—08—07基金项目：自贡市重点科技计划项目(10QO3)作者简介：潘伟维(1985一)，硕士研究生，研究方向为机电一体化设备的设计与改造。E—mail：nixing_ww@163．tom。·116·机床与液压第40卷简单的介绍。两个16×16位的乘法运算，能够完成64位的数据处2．1PCI总线接口理，从而使该处理器能够完成更高精度的处理任务；PCI总线是一种