基于PC104总线与专用运动控制芯片的多轴运动控制器设计.pdf

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1、2010年第2期工业仪表与自动化装置·45·基于PC／104总线与专用运动控制芯片的多轴运动控制器设计崔志方，皮佑国(华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510640)摘要：基于开放式系统的设计理念，提出并设计了一种基于PC／104总线与专用运动控制芯片的多轴运动控制器。控制器采用PC／104主板+MCX314As的硬件架构，以PC／104总线实现两者之间的通讯。在深入研究了MCX314As工作流程与指令系统的基础上，编写了各种插补模式下的驱动程序，并通过下接伺服驱动器及永磁同步电机进行了实验，验证了方案的可行性。关键词：PC／10

2、4总线；专用运动控制芯片；多轴运动控制器中图分类号：TP29文献标志码：A文章编号：1000—0682(2010)02—0045—04MultiaxialmotioncontrollerdesignbasedonthePC／104busandthededicatedmotioncontrolchipCUIZhi~ng，PIYouguo(SchoolofAutomationScienceandEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstra

3、ct：Basedontheopensystemdesigntechnique，amuhiaxialmotioncontrollerisproposedanddesigned．whichisbasedonthePC／104busandthededicatedmotioncontrolchip．Thehardwarearchi—tectureofthecontrollerisPC／104industrialmainboard+MCX314Aschip，andbothpartscommunicatewitheachotherbythePC／

4、104bus．TheworkflowandcommandsystemofMCX314Asarestudieddeeply．andthendriverprogramsarecompiledinavarietyofinterpolationmodes．Theexperimentsareimplemen—tedontheservosystemwiththedesignedcontroller，theservodriversandthepermanentmagnetsynchro—nousmotors．Fromtheexperimentalr

5、esults，itcanbeseenthatthemotioncontrollerproposedandde—signedisfeasibleandreliable．Keywords：PC／104bus；dedicatedmotioncontrolchip；muhiaxialmotioncontroller心的运动控制器的设计不但减化了软硬件的开发，0引言在控制精度与响应速度方面也体现了优势。同时结随着计算机和自动化技术的快速发展，数字控合嵌人式计算机技术，可形成嵌人式Pc+运动控制制系统正朝着开放式、模块化、智能化的方向发芯片的组成

6、方案，实现系统的模块化与智能化。展¨J。对于数控机床和加工中心数控系统来说，运在此背景之下，该文提出了一种基于总线方式实动控制器是影响和决定数据加工中控制精度和速度现运动控制芯片与嵌入式PC通讯的多轴运动控制系响应等性能指标的主要部件J。而传统的运动控统方案。运动控制芯片选用l6位总线工作方式的制器多采用单片机作为微处理器，结合一些数字逻MCX314As，嵌入式PC选用带有工业总线接口的PC／辑电路完成对伺服电机的控制。这种方案存在研发104主板，两者借助PC／104总线相连。该文首先介周期长，执行速度慢，控制精度低等问题。随着IC绍

7、系统的总体方案，然后分别讨论运动控制器的硬技术的发展，针对运动控制应用的专用集成芯片浮件、软件设计，最后总结了系统的实验测试睛况。出水面，并得到广泛应用。以运动控制芯片为核1总体方案设计收稿日期：2009—08—04作者简介：崔志方(1983)，男，硕士研究生，研究方向为嵌入式1．1系统总体介绍系统分析与应用。如图1所示，运动控制器主要由一块PC／104·46·工业仪表与自动化装置2010年第2期主板和运动控制板两部分组成。PC／104主板作为的工业控制总线，近年来在国际上广泛流行，被上位机，通过在其上安装软件操作系统并开发应用IEE

8、E协会定义为IEEE—P996．1。它与PC／AT总程序，完成系统的任务管理以及运动过程的控制；借线完全兼容，总线信号时序和功能与IEEE—P996助于LCD、键盘鼠标等外部接口设备，实现系统的相同。它秉承了IBM—PC