[发明专利]一种基于STM32与FPGA的分布式圆机控制系统

摘要

本发明公开了一种基于STM32与FPGA的分布式圆机控制系统，本发明包括管理层、协调层、执行层；管理层首先通过USB设备接口驱动芯片读入USB存储设备中的花型数据文件，再将花型数据存储至静态数据存储器中，再启动圆机转动电机，安装在圆机上的霍尔传感器和光电编码器通过协调层将圆机当前的圈信号、针信号、速度传输至管理层，管理层根据当前的圈信号和针信号，读取静态数据存储器中的花型数据，并将相应的动作数据通过协调层传送至执行层，执行层对传送过来的数据进行解析，控制安装在圆机上的选针器、气阀、步进电机按要求动作，这样就可以完成编织提花工作。本发明提高了系统的稳定性、可靠性和并行控制能力。

主权项

一种基于STM32与FPGA的分布式圆机控制系统，其特征在于：采用层次结构框架，使用分布式控制方式,从上向下，依次分为管理层、协调层、执行层，且管理层与协调层通过并行总线连接，协调层与执行层通过CAN总线连接；管理层包括STM32嵌入式处理器、静态数据存储器、USB设备接口驱动芯片、串行通信芯片、LCD显示屏、触摸屏；LCD显示屏和触摸屏通过串行通信芯片连接到STM32嵌入式处理器的串行口上；静态数据存储器连接到STM32嵌入式处理器的FSMC总线上；USB设备接口驱动芯片连接到STM32嵌入式处理器的SPI接口上，STM32嵌入式处理器的并行总线接口与协调层的可编程逻辑器件的并行总线接口相连接；所述的静态数据存储器存储用于存储编织花型数据;协调层包括可编程逻辑器件、霍尔传感器、光电编码器、伺服电机驱动器、状态监控器；霍尔传感器、光电编码器、伺服电机控器、状态监控器都通过光耦隔离后，再连接到可编程逻辑器件的IO口上；霍尔传感器、光电编码器、状态监控器将检测到的信息传送给可编程逻辑器件，然后传送给伺服电机控器，用于控制圆机的转动；同时，可编程逻辑器件上集成了CPU IP软核、CAN总线接口、并行总线接口电路；协调层中可编程逻辑器件的CAN总线接口与执行层中可编程逻辑器件的CAN总线接口相连接；所述的霍尔传感器用于检测圆机转动的圈数；光电编码器用于检测圆机上提花针走过的针数；伺服电机控器用于控制圆机的转动；状态监控器用于检测断纱、漏针、气压的监控；执行层包括可编程逻辑器件、光耦、大功率管、步进电机驱动芯片、压电陶瓷片、气阀、步进电机；8个或16个压电陶瓷片用大功率管进行功率驱动，经过光耦隔离后连接到可编程逻辑器件上，构成选针模块；气阀也用大功率管进行功率驱动，经光耦隔离后连接到可编程逻辑器件上，构成气阀模块；步进电机通过步进电机驱动芯片驱动，经光耦隔离后连接到可编程逻辑器件上，构成步进电机模块；同时，可编程逻辑器件上集成了CPU IP软核、CAN总线硬件电路，构成一个执行单元。