[发明专利]基于ARM的嵌入式运动控制卡

摘要

一种运动控制卡设计技术领域的基于ARM芯片的嵌入式运动控制卡，本发明中，主控制模块分别与FPGA模块、扩展接口模块、存储器模块、看门狗及复位系统模块、电源模块相连，FPGA模块分别与系统时钟模块、GPIO模块、JTAG接口模块、双端口通讯模块、DA模块、AD模块相连，双端口通讯模块通过PC104总线模块和上位机相连，负责主控制模块和上位机之间的通讯；DA模块、AD模块、GPIO模块中的输入输出信号通过输入输出信号接口模块和外部伺服驱动器及开关等相连；本发明是采用ARM微处理器作为核心部件，实现高速高精度运动控制，同时减少了元器件数目，缩小了体积，同时采用FPGA模块对硬件地址进行译码规划。

主权项

1、一种基于ARM的嵌入式运动控制卡，包括：主控制模块、FPGA模块，存储器模块，其特征在于，还包括：看门狗及复位系统模块、扩展接口模块、系统时钟模块、GPIO模块、JTAG接口模块、双端口通讯模块、DA模块、AD模块、电源模块、输入输出信号接口模块，其中：主控制模块为ARM微控制器，负责对存储器模块、GPIO模块进行访问控制，以及对双端口通讯模块、JTAG模块、输入输出信号接口模块、扩展接口模块传输给主控制模块的中断信号进行响应；主控制模块将数据传输进入FPGA模块，同时也将控制信息传入FPGA模块；FPGA模块根据其内部的逻辑运算功能按照主控制模块的控制信息将输入的数据发送往双端口通讯模块、DA模块、AD模块、GPIO模块、JTAG接口模块中；同时FPGA模块外围接口多，扩展了硬件可分配地址，FPGA模块和主控制模块共同构成了整个系统的中心部分；看门狗及复位模块负责监测主控制模块是否锁死，在主控制模块出现故障时控制电源模块短暂停止向主控制模块供电，实现主控制模块的重启；JTAG接口模块通过FPGA模块实时读取主控制模块的数据信息，在开发时实现软件系统的在线调试以及单步运行；扩展接口模块获取外部信息，并将外部信息传输给主控制模块；系统时钟模块负责向主控制模块提供晶振；GPIO模块负责将FPGA模块的数据锁存输出至输入输出信号接口模块，同时负责将外部开关量和伺服信号锁存输入FGPA模块；DA模块将FPGA模块传输的数字量信号转换后变为模拟量信号，并传输给输入输出接口模块；AD模块将输入输出接口模块输入的外部模拟量信号转换为数字量信号，并传输进入FPGA模块；输入输出信号接口模块将DA模块、GPIO模块输出的信号进行放大后输出给外部伺服驱动器及状态显示，并将外部开关量信号和伺服反馈信号以及外部模拟量信号进行预先处理后通过AD模块传输给FPGA模块。