[发明专利]一种可编程电机运动控制片上系统

说明书

本发明提供了一种可编程电机运动控制片上系统，至少包括：中央处理器CPU、运动控制器模块、电机控制器模块、通讯模块；前述各个模块通过片内总线进行连接；前述各个模块均设置有对应的寄存器；其中：所述中央处理器通过片内总线向运动控制器模块和/或电机控制模块下达控制指令；所述运动控制器模块接收CPU下达的控制指令，并将该控制指令转化成电机控制信号后向外输出，和/或将该控制指令转化成电机控制信号后通过片内总线发送给电机控制器模块，和/或将该控制指令转化为周期性的电机控制命令通过通讯模块周期性地往片外发送；所述电机控制器模块接收CPU下达的控制指令直接驱动电机；或用于接收运动控制模块发送的电机控制信号。

技术领域

本发明属于片上控制系统领域，具体涉及兼具运动控制和电机控制的一种可编程电机运动控制片上系统。

背景技术

目前常见的运动控制器，实现上通常采用如下的一些方式：

通用处理器芯片+FPGA/DSP实现运动控制+电机控制芯片。该方案实现成本高，结构复杂。

集成了运动控制功能的SoC+电机控制芯片。该方案适当地简化了系统结构，但是仍然需要多颗芯片的适配。

专用的运动控制+电机控制芯片。该方案从另一个简化了控制端的结构，但是专用芯片只能支持寄存器的操作命令，而无法完成自主的可编程。其应用模式也相对单一。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可编程电机运动控制片上系统。

本发明的技术方案如下：

一种可编程电机运动控制片上系统，至少包括：中央处理器CPU、运动控制器模块、电机控制器模块、通讯模块；前述各个模块通过片内总线进行连接；前述各个模块均设置有对应的寄存器；其中：

所述中央处理器CPU，用于通过片内总线向运动控制器模块和/或电机控制模块下达控制指令；

所述运动控制器模块，用于接收CPU下达的控制指令，并将该控制指令转化成电机控制信号后向外输出，和/或将该控制指令转化成电机控制信号后通过片内总线发送给电机控制器模块，和/或将该控制指令转化为周期性的电机控制命令通过通讯模块周期性地往片外发送；

所述电机控制器模块，用于接收CPU下达的控制指令直接驱动电机；或用于接收运动控制模块发送的电机控制信号，并将该电机控制信号转化为电机驱动信号向外输出；

所述通讯模块，用于通过片内总线接收周期性的电机控制命令，并将其周期性地往片外发送。

可选地，所述运动控制器模块解析所述CPU下达的控制指令，通过其对应的寄存器配置可以选择将所述控制指令转换为脉冲加方向或双脉冲的电机控制信号，也可转换为周期性的电机控制命令通过通讯模块周期性地往片外发送；一个运动控制器模块可以同时实现3轴及以上的加减速控制和插补控制。

可选地，所述电机控制信号可以通过所述片上系统的管脚向外输出，也可以通过片内总线输出到电机控制器模块。

可选地，通过配置所述电机控制器模块对应的寄存器，所述电机控制器模块可以接受来自CPU的控制指令直接驱动电机，或也可接受来自运动控制器模块的电机控制信号，转化为电机驱动信号向外输出。

可选地，所述中央处理器CPU可对所述运动控制器模块、电机控制器模块、通讯模块各自对应的寄存器进行配置，以实现：选择a、仅输出电机控制信号控制片外的电机驱动器；选择b、仅输出电机驱动信号直接驱动电机；选择c、仅通过总线向各总线电机周期性地输出电机控制命令；选择d、自由配置多个轴实现混合的控制输出模式。

可选地，所述电机控制模块内拥有4路独立的电机控制子模块；一路电机控制器子模块可以实现1个轴的电机控制功能。