[发明专利]多轴联动经济型系统的控制电路及在面向FDM中的应用

权利要求书

1.一种多轴联动经济型系统的控制电路，其特征是控制电路的基本逻辑结构单元包括：

SPI读模块SpiRd、SPI写模块SpiWr、指令译码模块DecInstr、PWM输出控制模块U1PwmDrv、采集转换控制模块U0MaxDrv、开关量输出模块DigOutP、开关量输入模块DigInP、运动指令队列模块mInstr、运动指令执行控制模块ExeInstr、X向运动控制模块UxMtDrv、Y向运动控制模块UyMtDrv、Z向运动控制模块UzMtDrv与W轴运动控制模块UwMtDrv；其中：

SpiRd与SpiWr共同实现SPI读写控制；

DigOutP与DigInP实现开关量输入/输出控制；

UxMtDrv、UyMtDrv、UzMtDrv与UwJetMt实现被控对象的XYZW向运动控制；

SpiWr接收SPI总线的MOSI、SCK与NSS信号，并执行数据解析与数据判别，计算指令码CMD、指令数据DInst与数据序号DIndx，然后将计算结果送至DecInstr模块，执行指令译码；

SpiRd响应SPI总线的SCK与NSS信号，将SPI发送寄存器TBuf中的数据按照预定时序送至SPI总线的MISO端口；

DecInstr接收SpiWr输出的指令数据，实现指令译码并执行部分指令；

a、收到运动指令，则计算mInstr指令队列写指针WrP，判断队列满状态QueF，并根据写指针WrP，将数据写入mInstr指令队列，等待指令执行控制模块ExeInstr处理；

b、收到PWM输出、采集转换或开关量输出指令，则DecInstr将指令参数送至相应PWM输出、采集转换或开关量输出模块电路，启动U1PwmDrv、U0MaxDrv或DigOutP，输出预定的PWM波形、启动采集转换或输出指定的开关量；

c、收到开关量输入、XYZ坐标采集、AD采集数据获取或运动状态采集指令，DecInstr检索相应的寄存器DIBuf、MtCor、wData或MtBsy，并将其数据送至SPI发送寄存器TBuf，由SpiRd送至SPI总线；

MtCor寄存器中数据为XYZ向的当前坐标信息，即UxMtDrv、UyMtDrv、UzMtDrv送出的XYZ当前坐标Cor；

MtBsy寄存器中数据为XYZ轴的当前状态，即UxMtDrv、UyMtDrv、UzMtDrv送出的XYZ当前忙闲状态Bsy；

DigOutP响应指令译码DecInstr送出的使能信号EnDO，将开关量输出缓冲DObuf的数据送至SPI总线的开关量输出端口DO；

DigInP采集SPI总线的开关量输入端口DI，将相关的输入数据送入开关量输入缓冲DIbuf，同时响应DecInstr输出的使能信号EnDI，将DIbuf的数据送至SpiRd的发送缓冲TBuf，最后由SpiRd送出集成电路；U0MaxDrv接收DecInstr送出的使能信号EnAd，产生外部AD器件需要的mSK与mCS控制信号；同时，U0MaxDrv根据AD器件的时序要求动态采集SPI总线的串行数据端口DM，将获得的转换数据送至寄存器wData；而后，DecInstr响应采集数据读取指令，将wData数据送至TBuf，由SpiRd送至SPI总线；

U1PwmDrv响应DecInstr送出的使能信号EnPWM，根据DecInstr输出的脉宽参数wDur与脉间参数wInt输出指定的PWM波形；

ExeInstr接收DecInst送出的mInstr写指针WrP，获取mInstr的指令数据，计算XYZW运动的方向Dr、mInstr的读指针RdP、运动段结束停止标志Stp与运动指令队列空标志QueE；然后将指令速度Spd、位移Dis、运动方向Dr、运动段停止标志Stp送入指定的UxMtDrv、UyMtDrv、UzMtDrv或UwJetMt，输出相应XYZW的驱动脉冲xCp、yCp、zCp与wCp，实现相应运动；XYZW的运动方向也由ExeInstr输出。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征是该控制电路是面向FDM的一类经济型数控电路；

X向运动控制模块UxMtDrv、Y向运动控制模块UyMtDrv、Z向运动控制模块UzMtDrv分别对应控制FDM的oxyz坐标系内的X/Y/Z向运动；W轴运动控制模块UwMtDrv对应控制FDM的喷丝动作。