[实用新型]一种基于FPGA与USB通信的运动控制器

权利要求书

1.一种基于FPGA与USB通信的运动控制器，其特征在于，包括电源模块、时钟模块和FPGA主控模块，所述FPGA主控模块交互式连接有USB接口模块，所述USB接口模块与上位机交互式相连接；

所述FPGA主控模块的输入端依次连接有电平转换模块和差分单端转换模块，所述差分单端转换模块的输入端通过光耦隔离输入模块与光栅编码器相连；所述FPGA主控模块的输出端连接有脉冲电压转换模块，所述脉冲电压转换模块的输出端通过光耦隔离输出模块与电机驱动器相连；

所述电源模块用于向该运动控制器中的各模块供电；

所述USB接口模块用于将所述上位机发送的电机运行的速度指令或电机运行的相对位置指令传送至所述FPGA主控模块；

所述差分单端转换模块用于将所述光栅编码器发来的方波信号转换为单端式方波信号；

所述电平转换模块用于将所述单端式方波信号转换为所述FPGA主控模块可接收的电压值；

所述脉冲电压转换模块用于接收所述FPGA主控模块发送的脉冲信号，并将其通过所述光耦隔离输出模块输出到所述电机驱动器。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA与USB通信的运动控制器，其特征在于，所述FPGA主控模块用于在接收到所述电机运行的速度指令后，启动速度控制并发送脉冲信号到所述脉冲电压转换模块，之后经过所述光耦隔离输出模块输出到所述电机驱动器，以驱动电机运行；

或在接收到所述电机运行的相对位置指令后，或位置控制并发送脉冲信号到所述脉冲电压转换模块，之后经过所述光耦隔离输出模块到所述电机驱动器，以驱动电机运行；并将接收到所述单端式方波信号与所述电机运行的相对位置指令进行比较，并发送相应的脉冲信号，直至所述电机到达指定位置。

3.根据权利要求1或2所述的基于FPGA与USB通信的运动控制器，其特征在于，所述FPGA主控模块包括相连的USB传输模块和CMD指令解析模块，所述CMD指令解析模块的输入端连接有中断信号发生器，输出端分别与插补控制模块、速度控制模块和位置控制模块相连；所述插补控制模块的输出端分别与直线插补模块、圆弧插补模块、位模式插补模块相连，所述插补控制模块与所述中断信号发生器相连接的支路输入端还分别与所述直线插补模块、圆弧插补模块、位模式插补模块相连接，所述速度控制模块与位置控制模块相连接的支路输出端还分别与所述直线插补模块、圆弧插补模块、位模式插补模块相连接；

所述USB传输模块用于接受所述电机运行的速度指令或电机运行的相对位置指令，并传送至所述CMD命令解析模块；

所述CMD命令解析模块用于接收并根据指令的类别启动相应的模式，并经所述插补控制模块控制所述直线插补模块、圆弧插补模块和位模式插补模块中的一个或多个模块启动；或在接收到所述中断信号发生器发来的中断信号后控制该运动控制器停止工作。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA与USB通信的运动控制器，其特征在于，所述USB传输模块选用型号为CY68013的单片机芯片。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA与USB通信的运动控制器，其特征在于，所述时钟模块用于向所述FPGA主控模块提供时钟振荡。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA与USB通信的运动控制器，其特征在于，所述光耦隔离输入模块用于对所述光栅编码器发送的方波信号传输进行电气隔离；

所述光耦隔离输出模块用于对所述FPGA主控模块发送的脉冲信号进行电气隔离。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA与USB通信的运动控制器，其特征在于，所述电源模块还用于向所述光栅编码器供电。

8.根据权利要求1所述的基于FPGA与USB通信的运动控制器，其特征在于，所述FPGA主控模块的型号为altera品牌的EP4C10F17C8。