基于USB總線的FPGA運(yùn)動控制卡設(shè)計.pdf

1、為了適應(yīng)國內(nèi)市場對運(yùn)動控制卡的具體需求,緊跟世界運(yùn)動控制卡的發(fā)展趨勢,運(yùn)用運(yùn)動控制技術(shù)的最新成果,本課題基于 USB接口技術(shù)設(shè)計了一款比較新穎的以FPGA為核心處理器的三軸聯(lián)動多功能運(yùn)動控制卡。本運(yùn)動控制卡利用了USB總線的快速傳輸率和即插即用的方便性,以及FPGA的豐富資源和快速運(yùn)算能力,使其具備了強(qiáng)大的信息處理能力、很好的實時控制能力和很高的開發(fā)程度。
　　本課題選用 Philips公司的 PDIUSBD12作為通信接口芯片,

2、 Altera公司的EP3C16Q240C8的FPGA作為系統(tǒng)的主控芯片,Allegro公司的SLA7042M作為電機(jī)驅(qū)動芯片,完成了運(yùn)動控制卡主要功能,為了實現(xiàn)對不同輸入信號的兼容,采用Texas Instruments公司的74ALVC164245設(shè)計了電平轉(zhuǎn)換電路,同時采用光電隔離技術(shù)設(shè)計了數(shù)字輸入/輸出電路,保證了系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的工作。
　　FPGA作為運(yùn)動控制卡的核心處理器,不但要完成與 PC機(jī)的通信,還要處理由PC機(jī)

3、發(fā)送的數(shù)據(jù),并根據(jù)處理結(jié)果完成對電機(jī)的控制。針對運(yùn)動控制卡的USB通信功能,本課題利用硬件描述語言在FPGA內(nèi)部實現(xiàn)USB接口控制模塊。針對然后針對運(yùn)動控制過程中如設(shè)備平穩(wěn)性、對下位機(jī)的實時控制以及多個坐標(biāo)軸聯(lián)動等具體問題,在FPGA內(nèi)部設(shè)計了能夠?qū)崿F(xiàn)單軸獨(dú)動或者多軸聯(lián)動的運(yùn)動控制電路。運(yùn)動控制電路中包括了功能齊全的加/減速控制電路、插補(bǔ)電路和細(xì)分控制電路。
　　本課題設(shè)計的運(yùn)動控制卡是一個自定義的USB設(shè)備,它與PC進(jìn)行通信時必