基于USB總線的FPGA運動控制卡設計.pdf

1、為了適應國內市場對運動控制卡的具體需求,緊跟世界運動控制卡的發(fā)展趨勢,運用運動控制技術的最新成果,本課題基于 USB接口技術設計了一款比較新穎的以FPGA為核心處理器的三軸聯(lián)動多功能運動控制卡。本運動控制卡利用了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算能力,使其具備了強大的信息處理能力、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作為電機驅動芯片,完成了運動控制卡主要功能,為了實現(xiàn)對不同輸入信號的兼容,采用Texas Instruments公司的74ALVC164245設計了電平轉換電路,同時采用光電隔離技術設計了數字輸入/輸出電路,保證了系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的工作。
　　FPGA作為運動控制卡的核心處理器,不但要完成與 PC機的通信,還要處理由PC機

3、發(fā)送的數據,并根據處理結果完成對電機的控制。針對運動控制卡的USB通信功能,本課題利用硬件描述語言在FPGA內部實現(xiàn)USB接口控制模塊。針對然后針對運動控制過程中如設備平穩(wěn)性、對下位機的實時控制以及多個坐標軸聯(lián)動等具體問題,在FPGA內部設計了能夠實現(xiàn)單軸獨動或者多軸聯(lián)動的運動控制電路。運動控制電路中包括了功能齊全的加/減速控制電路、插補電路和細分控制電路。
　　本課題設計的運動控制卡是一個自定義的USB設備,它與PC進行通信時必