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基于单片机的四轴运动控制卡的制作方法
专利名称：基于单片机的四轴运动控制卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数控技术领域的运动控制卡，具体是一种基于单片机的四轴 运动控制卡。
技术背景在数控技术领域中，运动控制卡是实现运动控制技口单元传输给伺服驱动器以及外部电路。所述单片机单元，其接收的外部输入的模拟量信号，经过一个AD (模数) 扩展单元的初步处理达到单片机单元AD转换的要求，再进入单片机单元。所述单片机单元，其通过串口通讯单元实现运动控制卡和PC机的串口通讯。所述单片机单元，其监控、正常工作维持等工作由系统辅助单元完成，系统 辅助单元包括复位单元、看门狗单元、JTAG单元、外部时钟单元以及电源监控 单元五个部分，其中复位单元在看门狗单元监测到发生异常时，控制电源监控单元对单片机单元 停止供电，进行复位；看门狗单元通过和单片机单元之间传递信号监测单片机单元是否发生异常 的情况；JTAG (联合测试行动小组标准)单元将单片机单元的信号经由CPLD单元向 外部PC提供，信号内容主要为单片机单元运行时芯片内部数据信息； 外部时钟单元通过外部振荡器电路为系统提供输入时钟； 电
源监控单元将外部供电进行处理传输给单片机单元，以保证正常供电。 所述输入输出接口单元，包括数字量输入输出接口单元、模拟量输入输出接 口单元、脉冲信号处理单元、手摇脉冲信号处理单元、轴编码信号处理单元，其 中数字量输入输出接口单元负责单片机单元中的10端口 、数字量10扩展单元 和外部电路的交互；模拟量输入输出接口单元负责DA扩展单元、AD扩展单元和外部电路的交互， 外部电路中的模拟量输入通过本单元进行稳压处理后传输给AD扩展单元、DA扩展单元，AD扩展单元、DA扩展单元产生的模拟量信号经本单元稳压处理后传输 给外部电路；脉冲信号处理单元将脉冲发生单元产生的脉冲信号经过差动处理传输给 CPLD单元；手摇脉冲信号处理单元将外部手摇脉冲发生器信号经过差分处理传输给CPLD单元；轴编码信号处理单元将外部轴信号经过差分处理传输给CPLD单元。 本发明工作时，PC104通讯单元从上位机获取用户指令，并通过CPLD单元 传递给单片机单元，单片机单元进行运动计算处理，得到运动数据以及相关信息， 数据通过CPLD单元传输给脉冲发生单元，同时相关信息传输到单片机单元的10 端口或者数字量10扩展单元，脉冲发生单元产生控制伺服驱动器的脉冲，并连 同IO信号(由IO端口或者数字量IO扩展单元产生)， 一起传输进入输入输出接 口单元，控制外部伺服驱动器。伺服驱动器的轴编码器信号由输入输出接口单元 处理传输进入CPLD单元，反馈给单片机单元，对运动进行修正。当外部有模拟 量信号时，通过AD扩展单元将该信号处理后，再传输进入单片机单元转化为数 字量，单片机单元根据该信号进行运动参数的调整处理。如果外部伺服有采用模 拟量控制的驱动部件，则单片机单元将运动数据经由DA转换后经由M扩展单元 处理后，由输入输出接口单元传输给伺服驱动器。如果用户采用手摇脉冲发生器 控制运动，则手摇脉冲发生信号由输入输出接口单元进入CPLD单元，再进入单 片机单元，单片机单元根据脉冲发送信息给脉冲发生单元，进行脉冲输出。在上 述过程中，单片机单元负责和上位机交互信息、负责插补运算，得出运动进给量、 负责根据反馈信息的运动修正等