摘要:本文針對數(shù)控系統(tǒng)的工作特點和要求,通過對TI公司DSP芯片TMS320LF2407A和Cypress公司PCI接口芯片CY7C09449PV-AC的功能和特點進行深入分析,設計了一種基于PCI局部總線的步進電機運動控制卡吉殃。該卡能夠較好地滿足數(shù)控系統(tǒng)對運動控制部件的實時性和控制精度的苛刻要求束多。

關鍵詞:PCI否因；DSP创炉；運動控制卡

引言

當今,開放式數(shù)控系統(tǒng)正在工業(yè)領域得到廣泛應用辞唤。其中,工控機通過PCI總線連接專用運動控制卡的數(shù)控系統(tǒng)最為流行。在運動控制卡中,由于DSP采用多總線哈佛結構使得處理指令和數(shù)據(jù)可以同時進行,因此相比傳統(tǒng)控制中的單片機具有更多的優(yōu)勢尺那。同時,運動控制卡與PC機通過PCI局部總線通信,能夠達到很高的數(shù)據(jù)傳輸速率,從而還保證了數(shù)控系統(tǒng)的實時性为巾。

圖1運動控制系統(tǒng)功能框圖

系統(tǒng)概述

系統(tǒng)的功能框圖如圖1所示。該系統(tǒng)的核心是TI公司的16位定點DSP芯片TMS320LF2407A丹自。DSP芯片負責接收PCI局部總線的命令和參數(shù),然后經過特定的運動控制算法,如系統(tǒng)位置彰朴、速度調節(jié)、插補算法等,從而完成對步進電機的精確運動控制弹值。同時DSP芯片還負責將反饋信息傳輸給PCI局部總線,并且控制系統(tǒng)外圍I/O模塊据智。DSP芯片與計算機的通信通過PCI橋接芯片CY09449實現(xiàn)。

DSP模塊

DSP芯片TMS320LF2407A采用高性能靜態(tài)CMOS工藝,供電電壓僅3.3V豫尽；指令周期縮短到33ns篙梢。

作為系統(tǒng)的核心,TMS320LF2407A主要完成復雜的運動控制算法,比如升降頻控制、插入補償?shù)让谰伞１驹O計主要是完成雙軸步進電機控制,故插入補償采用經典的DDA算法渤滞。由于本設計對步進電機采用無反饋控制,這樣對步進電機的升降頻控制就顯得格外重要,這也成了整個系統(tǒng)設計的一個難點。根據(jù)步進電機變速過程動力學特性,以指數(shù)曲線前段規(guī)律作為前后沿的近似梯形波,進而確定升降頻特性,這樣既能保證步進電機運行過程不會失步,又充分發(fā)揮了步進電機的固有性能,使升頻過程達到時間最短的要求榴嗅。下面討論一下升降頻控制的算法實現(xiàn)蔼水。

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