运动控制技术是机电一体化的核心部分，提高运动控制技术水平对于提高我国的机电一体化技术具有至关重要的作用。运动控制技术的发展是制造自动化前进的旋律，是推动新的产业革命的关键技术。对于数控系统来说，最重要的是控制各个电机轴的运动，这是运动控制器接收并依照数控装置的指令来控制各个电机轴运动从而实现数控加工的，数据加工中的定位控制精度、速度调节的性能等重要指标都与运动控制器直接相关。目前对数控系统的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是对步进、伺服电机进行控制的运动控制卡的研究。对PC-NC来说，运动控制卡的性能很大程度上决定了整个数控系统的性能，而微电子和数字信号处理技术的发展及其应用，使运动控制卡的性能得到了不断改进，集成度和可靠性大大提高。 本课题通过对运动控制技术的深入研究，并针对国内运动控制技术的研究起步较晚的现状，结合当前运动控制领域的具体需要，紧跟当前运动控制技术研究的发展趋势，吸收了数控技术和相关运动控制技术的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比较新颖的、功能强大的、具有很大柔性的四轴多功能运动控制卡。 本课题的具体研究主要有以下几方面： 首先，通过对运动控制卡及运动控制系统等行业现状的全面调研，和对运动控制技术的深入学习，在比较了几种常用的运动控制方案的基础上，提出了基于FPGA的运动控制设计方案，并规划了板卡的总体设计。 其次，根据总体设计，规划了板卡的结构，详细划分并实现了FPGA各部分的功能；利用光电隔离原理设计了数字输入/输出电路。 再次，利用FPGA的资源实现了PCI从设备接口，达到跟控制卡通信的目的，针对运动控制中的一些具体问题，如运动平稳性、实时控制以及多轴联动等，在FPGA上设计了四轴运动控制电路，定义了各个寄存器的具体功能，设计了功能齐全的加／减速控制电路、变频分配电路、倍频分频电路和三个功能各异的计数器电路等，自动降速点运动、A／B相编码器倍频计数电路等特殊功能。最后，进行了本运动控制卡的测试，从测试和应用结果来看，该卡达到预期的要求。
上传时间： 2013-07-27
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该课题通过对开放式数控技术的全面调研和对运动控制技术的深入研究,并针对国内运动控制技术的研究起步较晚的现状,结合激光雕刻领域的具体需要,紧跟当前运动控制技术研究的发展趋势,吸收了世界开放式数控技术和相关运动控制技术的最新成果,采纳了基于DSP和FPGA的方案,研制了一款比较新颖的、功能强大的、具有很大柔性的四轴多功能运动控制卡.该论文主要内容如下:首先,通过对制造业、开放式数控系统、运动控制卡等行业现状的全面调研,基于对运动系统控制技术的深入学习,在比较了几种常用的运动控制方案的基础上,确定了基于DSP和FPGA的运动控制设计方案,并规划了板卡的总体结构.其次,针对运动控制中的一些具体问题,如高速、高精度、运动平稳性、实时控制以及多轴联动等,在FPGA上设计了功能相互独立的四轴运动控制电路,仔细规划并定义了各个寄存器的具体功能,设计了功能完善的加/减速控制电路、变频分配电路、倍频分频电路和三个功能各异的计数器电路等,完全实现了S-曲线升降速运动、自动降速点运动、A/B相编码器倍频计数电路等特殊功能.再次,介绍了DSP在运动控制中的作用,合理规划了DSP指令的形成过程,并对DSP软件的具体实现进行了框架性的设计.然后,根据光电隔离原理设计了数字输入/输出电路;结合DAC原理设计了四路模拟输出电路;实现了PCI接口电路的设计;并针对常见的干扰现象,提出了有效的抗干扰措施.最后,利用运动控制卡强大的运动控制功能,并针对激光雕刻行业进行大幅图形扫描时需要实时处理大量的图形数据的特别需要,在板卡第四轴完全实现了激光控制功能,并基于FPGA内部的16KBit块RAM,开辟了大量数据区以便进行大幅图形的实时处理.
上传时间： 2013-06-09
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/*--------- 8051内核特殊功能寄存器 -------------*/ sfr ACC = 0xE0; //累加器 sfr B = 0xF0; //B 寄存器 sfr PSW = 0xD0; //程序状态字寄存器 sbit CY = PSW^7; //进位标志位 sbit AC = PSW^6; //辅助进位标志位 sbit F0 = PSW^5; //用户标志位0 sbit RS1 = PSW^4; //工作寄存器组选择控制位 sbit RS0 = PSW^3; //工作寄存器组选择控制位 sbit OV = PSW^2; //溢出标志位 sbit F1 = PSW^1; //用户标志位1 sbit P = PSW^0; //奇偶标志位 sfr SP = 0x81; //堆栈指针寄存器 sfr DPL = 0x82; //数据指针0低字节 sfr DPH = 0x83; //数据指针0高字节 /*------------ 系统管理特殊功能寄存器 -------------*/ sfr PCON = 0x87; //电源控制寄存器 sfr AUXR = 0x8E; //辅助寄存器 sfr AUXR1 = 0xA2; //辅助寄存器1 sfr WAKE_CLKO = 0x8F; //时钟输出和唤醒控制寄存器 sfr CLK_DIV = 0x97; //时钟分频控制寄存器 sfr BUS_SPEED = 0xA1; //总线速度控制寄存器 /*----------- 中断控制特殊功能寄存器 --------------*/ sfr IE = 0xA8; //中断允许寄存器 sbit EA = IE^7; //总中断允许位 sbit ELVD = IE^6; //低电压检测中断控制位 8051
上传时间： 2013-10-30
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TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。 TLC2543的特点 （1）12位分辩率A/D转换器； （2）在工作温度范围内10μs转换时间； （3）11个模拟输入通道； （4）3路内置自测试方式； （5）采样率为66kbps； （6）线性误差±1LSBmax； （7）有转换结束输出EOC； （8）具有单、双极性输出； （9）可编程的MSB或LSB前导； （10）可编程输出数据长度。 TLC2543的引脚排列及说明 TLC2543有两种封装形式：DB、DW或N封装以及FN封装，这两种封装的引脚排列如图1，引脚说明见表1 TLC2543电路图和程序欣赏 #include<reg52.h> #include<intrins.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit clock=P1^0; sbit d_in=P1^1; sbit d_out=P1^2; sbit _cs=P1^3; uchar a1,b1,c1,d1; float sum,sum1; double sum_final1; double sum_final; uchar duan[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; uchar wei[]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; void delay(unsigned char b) //50us { unsigned char a; for(;b>0;b--) for(a=22;a>0;a--); } void display(uchar a,uchar b,uchar c,uchar d) { P0=duan[a]|0x80; P2=wei[0]; delay(5); P2=0xff; P0=duan[b]; P2=wei[1]; delay(5); P2=0xff; P0=duan[c]; P2=wei[2]; delay(5); P2=0xff; P0=duan[d]; P2=wei[3]; delay(5); P2=0xff; } uint read(uchar port) { uchar i,al=0,ah=0; unsigned long ad; clock=0; _cs=0; port<<=4; for(i=0;i<4;i++) { d_in=port&0x80; clock=1; clock=0; port<<=1; } d_in=0; for(i=0;i<8;i++) { clock=1; clock=0; } _cs=1; delay(5); _cs=0; for(i=0;i<4;i++) { clock=1; ah<<=1; if(d_out)ah|=0x01; clock=0; } for(i=0;i<8;i++) { clock=1; al<<=1; if(d_out) al|=0x01; clock=0; } _cs=1; ad=(uint)ah; ad<<=8; ad|=al; return(ad); } void main() { uchar j; sum=0;sum1=0; sum_final=0; sum_final1=0; while(1) { for(j=0;j<128;j++) { sum1+=read(1); display(a1,b1,c1,d1); } sum=sum1/128; sum1=0; sum_final1=(sum/4095)*5; sum_final=sum_final1*1000; a1=(int)sum_final/1000; b1=(int)sum_final%1000/100; c1=(int)sum_final%1000%100/10; d1=(int)sum_final%10; display(a1,b1,c1,d1); } }
上传时间： 2013-11-19
上传用户：shen1230
计算机应用中，有时需处理的信息不是数字量，而是一些随时间连续变化的模拟量，甚至是一些非电量，如温度、压力、速度等。模拟量的存储处理困难。首先将非电的模拟信号变成与之对应的模拟电信号，这要通过各种传感器来完成。计算机可处理的信息均是数字量（电脉冲信号）1和0，必须把要处理的模拟电量转换成数字化的电信号，这需要模拟(Analog)与数字(Digital)转换电路。数字到模拟转换:(Digital to Analog Convert, D/A) D/A转换电路是模拟电路加上电子开关。D/A转换电路的核心是一个运算放大器。运算放大器的特性:(Operation Amplifier) K->无穷大， V和->0 传递函数：V0 = -Vi * R0/Ri Ii->0, I和=If梯形R-2R电阻网络D/A转换器Ki受一个8位二进制代码控制 某位为1，对应开关K倒向右边； 某位为0，对应开关K倒向左边。Ki不论倒向哪边，均为接地VA-VH 的电位为： VREF，1/2VREF，..1/128VREFVO= -VREF *（1/2K7+1/4K6+…+1/256K0）V0= -（0-255/256）VREF 8位D/A转换器DAC0830系列器件国家半导体公司（NS)产品，0830、0831、0832。R-2R梯形电阻网络D/A转换器，双缓冲结构。单电源、低功耗、电流建立时间1uS。与微计算机接口方便。8位D/A转换器DAC0830系列器件ILE： 输入锁存允许； WR1#： 加载IN REG； WR2#: 加载DAC REG； XFER#: IN REG传到DAC REG； Iout1,Iout2: 外接OA输入； Rfb: 反馈电阻接OA输出； VREF： 参考电源，控制输出电压变化范围。
标签： AD转换
上传时间： 2013-10-16
上传用户：lu2767
基于PIC单片机控制的数字视频混合器 介绍了一种利用P IC 单片机中断技术来控制数字视频混合处理芯片, 实现将2 路或多路数字视频信号混合成1 路或多路输出的数字视频混合器的硬件构成和软件设计。通过实际应用表明, 该数字视频混合器操作方式简单灵活、可靠性高, 有较好的市场价值。关键词 P IC 单片机; 数字视频; 视频混合器; 键控本文主要介绍了的基于P IC 单片机控制的数字视频键控混合器, 该混合器具有以下功能: 内含两级串联的键控混合器, 可以在主信号中键入2路附加数字信号, 如各种字幕标识; 可以远程遥控, 也可现场按键控制; 可以随时更新和保存系统配置, 改变系统功能和技术参数; 该系统稳定可靠, 对掉电、死机等异常现象有自复位能力。整个系统主要包括硬件和软件两部分, 硬件包括数字混合部分和单片机控制部分。
上传时间： 2013-10-26
上传用户：haohao
介绍了基于Xilinx Spartan- 3E FPGA XC3S250E 来完成分辨率为738×575 的PAL 制数字视频信号到800×600 的VGA 格式转换的实现方法。关键词: 图像放大; PAL; VGA; FPGA 目前, 绝大多数监控系统中采用的高解析度摄像机均由47 万像素的CCD 图像传感器采集图像, 经DSP 处理后输出的PAL 制数字视频信号不能直接在VGA 显示器上显示, 而在许多场合需要在VGA 显示器上实时监视, 这就需要将隔行PAL 制数字视频转换为逐行视频并提高帧频, 再将每帧图像放大到800×600 或1 024×768。常用的图像放大的方法有很多种, 如最临近赋值法、双线性插值法、样条插值法等[ 1] 。由于要对图像进行实时显示, 本文采用一种近似的双线性插值方法对图像进行放大。随着微电子技术及其制造工艺的发展, 可编程逻辑器件的逻辑门密度有了很大提高, 现场可编程逻辑门阵列( FPGA) 有着逻辑资源丰富和可重复以及系统配置的灵活性, 同时随着微处理器、专用逻辑器件以及DSP 算法以IP Core 的形式嵌入到FPGA 中[ 2] , FPGA 的功能越来越强, 因此FPGA 在现代电子系统设计中发挥着越来越重要的作用。本课题的设计就是采用VHDL 描述, 基于FPGA 来实现的。
上传时间： 2013-12-03
上传用户：aa54
摘要: 串行传输技术具有更高的传输速率和更低的设计成本, 已成为业界首选, 被广泛应用于高速通信领域。提出了一种新的高速串行传输接口的设计方案, 改进了Aurora 协议数据帧格式定义的弊端, 并采用高速串行收发器Rocket I/O, 实现数据率为2.5 Gbps的高速串行传输。关键词: 高速串行传输; Rocket I/O; Aurora 协议 为促使FPGA 芯片与串行传输技术更好地结合以满足市场需求, Xilinx 公司适时推出了内嵌高速串行收发器RocketI/O 的Virtex II Pro 系列FPGA 和可升级的小型链路层协议———Aurora 协议。Rocket I/O支持从622 Mbps 至3.125 Gbps的全双工传输速率, 还具有8 B/10 B 编解码、时钟生成及恢复等功能, 可以理想地适用于芯片之间或背板的高速串行数据传输。Aurora 协议是为专有上层协议或行业标准的上层协议提供透明接口的第一款串行互连协议, 可用于高速线性通路之间的点到点串行数据传输, 同时其可扩展的带宽, 为系统设计人员提供了所需要的灵活性[4]。但该协议帧格式的定义存在弊端,会导致系统资源的浪费。本文提出的设计方案可以改进Aurora 协议的固有缺陷,提高系统性能, 实现数据率为2.5 Gbps 的高速串行传输, 具有良好的可行性和广阔的应用前景。
上传时间： 2013-11-06
上传用户：smallfish
介绍了基于Xilinx Spartan- 3E FPGA XC3S250E 来完成分辨率为738×575 的PAL 制数字视频信号到800×600 的VGA 格式转换的实现方法。关键词: 图像放大; PAL; VGA; FPGA 目前, 绝大多数监控系统中采用的高解析度摄像机均由47 万像素的CCD 图像传感器采集图像, 经DSP 处理后输出的PAL 制数字视频信号不能直接在VGA 显示器上显示, 而在许多场合需要在VGA 显示器上实时监视, 这就需要将隔行PAL 制数字视频转换为逐行视频并提高帧频, 再将每帧图像放大到800×600 或1 024×768。常用的图像放大的方法有很多种, 如最临近赋值法、双线性插值法、样条插值法等[ 1] 。由于要对图像进行实时显示, 本文采用一种近似的双线性插值方法对图像进行放大。随着微电子技术及其制造工艺的发展, 可编程逻辑器件的逻辑门密度有了很大提高, 现场可编程逻辑门阵列( FPGA) 有着逻辑资源丰富和可重复以及系统配置的灵活性, 同时随着微处理器、专用逻辑器件以及DSP 算法以IP Core 的形式嵌入到FPGA 中[ 2] , FPGA 的功能越来越强, 因此FPGA 在现代电子系统设计中发挥着越来越重要的作用。本课题的设计就是采用VHDL 描述, 基于FPGA 来实现的。
上传时间： 2014-02-22
上传用户：a1054751988
摘要: 串行传输技术具有更高的传输速率和更低的设计成本, 已成为业界首选, 被广泛应用于高速通信领域。提出了一种新的高速串行传输接口的设计方案, 改进了Aurora 协议数据帧格式定义的弊端, 并采用高速串行收发器Rocket I/O, 实现数据率为2.5 Gbps的高速串行传输。关键词: 高速串行传输; Rocket I/O; Aurora 协议 为促使FPGA 芯片与串行传输技术更好地结合以满足市场需求, Xilinx 公司适时推出了内嵌高速串行收发器RocketI/O 的Virtex II Pro 系列FPGA 和可升级的小型链路层协议———Aurora 协议。Rocket I/O支持从622 Mbps 至3.125 Gbps的全双工传输速率, 还具有8 B/10 B 编解码、时钟生成及恢复等功能, 可以理想地适用于芯片之间或背板的高速串行数据传输。Aurora 协议是为专有上层协议或行业标准的上层协议提供透明接口的第一款串行互连协议, 可用于高速线性通路之间的点到点串行数据传输, 同时其可扩展的带宽, 为系统设计人员提供了所需要的灵活性[4]。但该协议帧格式的定义存在弊端,会导致系统资源的浪费。本文提出的设计方案可以改进Aurora 协议的固有缺陷,提高系统性能, 实现数据率为2.5 Gbps 的高速串行传输, 具有良好的可行性和广阔的应用前景。
上传时间： 2013-10-13
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