基于CMC的芯片級運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、運(yùn)動控制技術(shù)在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域、機(jī)器人領(lǐng)域，以及工業(yè)控制領(lǐng)域都發(fā)揮著不可或缺的作用?，F(xiàn)階段的運(yùn)動控制系統(tǒng)主要有三種形式:基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線的運(yùn)動控制系統(tǒng)、Soft型開放式運(yùn)動控制系統(tǒng)、嵌入式結(jié)構(gòu)的運(yùn)動控制系統(tǒng)。上述三種運(yùn)動控制系統(tǒng)以其各自在開放性、穩(wěn)定性和精確性等方面的優(yōu)點(diǎn)，都為運(yùn)動控制技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步作出了很大的貢獻(xiàn)。然而，這些運(yùn)動控制系統(tǒng)在成本、功耗以及集成度等方面已經(jīng)不能很好的滿足現(xiàn)階段科技發(fā)展的需要。
　　本文基于對片上控制系

2、統(tǒng)的深入研究，提出了一種基于片上控制模塊CMC的芯片級運(yùn)動控制系統(tǒng)，將運(yùn)動控制處理器MCP以IP核的形式通過AHB接口掛接在AMBA總線上，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動控制模塊與中央管理單元、輸入輸出模塊以及通信模塊等集成在一塊芯片上，大幅度降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本，降低了技術(shù)門檻。
　　本文以模塊化設(shè)計(jì)的思想設(shè)計(jì)了運(yùn)動控制處理器MCP的結(jié)構(gòu)。MCP既可以作為主設(shè)備主動讀取指令執(zhí)行，又可以作為從設(shè)備被中央管理單元通過讀寫寄存器的方式操作，執(zhí)行模式選

3、擇模塊負(fù)責(zé)對這兩種方式進(jìn)行選擇，并且設(shè)計(jì)了MCP的AHB主接口和AHB從接口來支持這兩種執(zhí)行模式。本文所設(shè)計(jì)的MCP既支持多軸聯(lián)動又支持單軸控制。其中多軸聯(lián)動采用數(shù)字積分算法實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)功能，并且使用左移規(guī)格化和半加載技術(shù)提高了插補(bǔ)速度的穩(wěn)定性和插補(bǔ)精度;單軸控制通過直接對寄存器的操作而實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)給速度和加減速控制，采用了7段式S曲線加減速控制算法。MCP還可以處理外部的暫停、急停、開始、到位、報(bào)警、越限等中斷。本文還設(shè)計(jì)了基于實(shí)時(shí)操