[发明专利]基于FPGA单处理器的光纤接口多轴运动控制系统

摘要

一种电机控制技术领域的基于FPGA单处理器的光纤接口多轴运动控制系统，包括：FPGA控制模块、计算机总线通讯模块、现场总线光纤通讯模块、D/A转换放大以及脉冲输出后处理模块、光电编码器采样预处理模块、IO输入输出模块、电源模块、时钟发生模块以及FPGA配置模块，本发明具备现场总线光纤通讯接口的运动控制系统。本发明采用FPGA单处理器实现光电编码器采样、闭环控制计算、DA信号输出预处理、脉冲控制信号输出预处理、IO信号输入输出预处理、与计算机总线或现场总线光纤通讯模块通讯等功能，同时提供了一种通用的现场总线光纤通讯接口方案。

主权项

一种基于FPGA单处理器的光纤接口多轴运动控制系统，其特征在于，包括：FPGA控制模块、计算机总线通讯模块、现场总线光纤通讯模块、D/A转换放大以及脉冲输出后处理模块、光电编码器采样预处理模块、IO输入输出模块、电源模块、时钟发生模块以及FPGA配置模块，其中：FPGA控制模块通过数据总线、地址总线和控制线分别与计算机总线通讯模块以及现场总线光纤通讯模块相连接并实现实现数据通讯和反馈信号或者控制信号通过现场总线光纤接口收发，FPGA控制模块通过串行通道或IO通道与D/A转换放大以及脉冲输出后处理模块连接并传输数字量控制信号，FPGA控制模块通过IO通道接收经过光电编码器采样预处理模块转换之后的光电编码器脉冲信号并在FPGA控制模块内部实现对脉冲个数的鉴相倍频和累加计数，FPGA通过IO通道以及数据总线、控制线实现与IO输入输出模块连接并访问外部的IO接口，FPGA控制模块分别与电源模块和时钟发生模块连接来获得电源以及时钟信号，FPGA控制模块与FPGA配置模块连接实现从计算机接收对FPGA的配置，计算机总线通讯模块通过计算机总线与计算机相连接并传输运动控制系统的反馈或者上位机的命令信息，现场总线光纤通讯模块通过光纤与其他运动控制节点相连接并传输节点之间的控制及测量信息，D/A转换放大以及脉冲输出后处理模块与各轴伺服驱动器相连接并传输模拟电压或者脉冲控制信号，光电编码器采样预处理模块与电机的光电编码器相连接并接收差分编码器信号，IO输入输出模块输出IO信息，FPGA配置模块通过配置线缆与计算机相连接并向FPGA传输配置信息。