通用串行總線技術(shù)在數(shù)字運動控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、數(shù)控技術(shù)是機械制造自動化的基礎(chǔ)，它是隨著科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來的，數(shù)控系統(tǒng)的核心問題是運動控制問題。本論文研究了通用串行總線(USB)技術(shù)在數(shù)字運動控制中的應(yīng)用，設(shè)計了具有USB接口的伺服控制器。本論文課題的研究對于數(shù)控技術(shù)與數(shù)字伺服技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論意義與實際價值。 首先討論了數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)、二者的通信接口和串行總線的發(fā)展及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并指出了主要研究內(nèi)容。運動控制系統(tǒng)通常由數(shù)控主機與若干伺服

2、系統(tǒng)組成，隨著基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)字交流伺服系統(tǒng)的迅速發(fā)展，二者的傳統(tǒng)接口已經(jīng)難以滿足需要，串行通信網(wǎng)絡(luò)接口越來越受到人們的重視，因此提出了基于高速串行通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字運動控制系統(tǒng)的接口方法。 在研究了常用的RS-232C/422/485串行通信接口、討論了數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)字伺服實時串行通信協(xié)議國際標(biāo)準(zhǔn)SERCOS的基礎(chǔ)上，探討了USB接口在數(shù)字運動控制中的應(yīng)用及硬件設(shè)計方案，為數(shù)字伺服系統(tǒng)采用高速串行總線與數(shù)控主機實時通信打

3、下了基礎(chǔ)。給出了運動控制系統(tǒng)新的實現(xiàn)方法，以省去運動控制卡，解決了中高檔數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵問題。 然后設(shè)計開發(fā)了USB接口伺服控制器。通過研究世界DSP芯片市場，選用了美國TI公司專門為數(shù)字運動和電機控制推出的DSP控制器TMS320F243作為伺服控制器的主處理器，USB接口采用Cypress公司的EZ-USB系列芯片AN2131QC并設(shè)計開發(fā)了硬件電路及DSP與USB的接口電路。 最后設(shè)計開發(fā)了采用USB技術(shù)的數(shù)字運動控