[实用新型]基于单片机的多轴运动控制卡

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于单片机的多轴运动控制卡，属于数控技术领域。

背景技术

目前，大部分控制系统都是基于DSP或DSP+FPGA〈这里的FPGA仅仅用来处理接口或加密的辅助功能，不做运动控制处理，真正的运动控制处理是以DSP为核心〉的运动控制系统方案，但是首先，DSP依旧是软处理技术，无法达到专用集成电路那样高性能、高可靠、高一致性，同时DSP本来是主控器件，利用它开发成一个运动控制功能块，使得其作为一个从属应用器件，应用起来不方便，与外界的主控器件接口如何实施比较繁琐；其次，把DSP既作为运动控制功能实现部分，又作为控制系统中的主控器件，就会造成系统中，运动控制专用处理、一般的管理控制、人机界面设计混乱在一起；再次，DSP作为一般的系统管理处理单元，其开放性、通用性较差；最后DSP作为通用的信号处理芯片，利用它来处理专用的运动控制，除了内嵌DSP块外，没多元的、定向的、并行硬件加速模块来专门去处理算法或系统其他功能逻辑，只能以髙主频高规格DSP产品去实现，这样造成事倍功半的结果，成本较高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种易用，成本较低，速率快，并且能够满足用户对多轴伺服控制的基于单片机的多轴运动控制卡。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种基于单片机的多轴运动控制卡，它包括输入信号光耦隔离模块、输出信号驱动模块、时钟模块和分别输出多个轴控制信号的多轴输出信号驱动模块以及依次双向传输连接的计数器模块、单片机模块、并行口接口模块和PCI接口模块，多轴输出信号驱动模块的输入端分别与计数器模块和单片机模块的输出端连接，时钟电路的输出端分别与计数器模块和单片机模块的输入端连接，所述的输入信号光耦隔离模块与并行口接口模块的输入端电连接，所述的输出信号驱动模块与并行口接口模块的输出端电连接。

进一步，所述的PCI接口模块上通过双向传输线连接有数据储存模块和PCI插槽。

采用了上述技术方案后，PCI接口模块通过计算机的PCI总线进行数据通讯，该接口模块可以对数据存模块进行数据交换从而实现参数存储；并行口接口模块可以读取经输入信号光耦隔离模块隔离的输入信号，这些输入信号可以是数控系统的开关输入信号，如原点、零点、限位信号等；并行口接口模块可以输出一些输出控制信号，这些输出控制信号可以控制数控系统的主轴开启等动作信号，这些输出控制信号经输出信号驱动模块驱动放大后输出，另外，并行口接口芯片还可以与单片机模块进行数据交换，单片机模块实现了数据缓存、信号控制、插补运算等功能；单片机模块控制计数器模块使其产生运动控制脉冲信号（最高输出频率达50K Hz），单片机模块产生方向控制信号，这两种信号经多轴输出信号驱动模块驱动后输出，可以用来控制数控系统中的至少三个轴（X、Y、Z轴）的运动驱动电机；此外，时钟模块为计数器模块和单片机模块提供稳定可靠的时钟，这样就实现了本实用新型易用，成本较低，速率快，并且满足了用户对多轴伺服控制。

附图说明

图1为本实用新型的基于单片机的多轴运动控制卡的原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，

如图1所示，一种基于单片机的多轴运动控制卡，它包括输入信号光耦隔离模块、输出信号驱动模块、时钟模块和分别输出多个轴控制信号的多轴输出信号驱动模块以及依次双向传输连接的计数器模块、单片机模块、并行口接口模块和PCI接口模块，多轴输出信号驱动模块的输入端分别与计数器模块和单片机模块的输出端连接，时钟电路的输出端分别与计数器模块和单片机模块的输入端连接，所述的输入信号光耦隔离模块与并行口接口模块的输入端电连接，所述的输出信号驱动模块与并行口接口模块的输出端电连接。

PCI接口模块上通过双向传输线连接有数据储存模块和PCI插槽。

PCI接口模块由型号为CH365的PCI接口芯片及其外围电路构成；

数据存储模块的型号为24C02；

并行口接口模块的型号为82C55；

输出信号驱动模块由芯片74LS07及其外围电路构成；

单片机的型号为89C51；

计数器模块的型号为82C54；

多轴输出信号驱动模块由芯片74LS07及其外围电路构成；

时钟模块由频率为33M Hz的有源晶振和74HC163构成的分频电路组成。