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嵌入式经济型数控系统的硬件设计-【新闻】配线槽

发布时间:2021-04-20 12:39:46 阅读: 来源:书立厂家

嵌入式经济型数控系统的硬件设计

本系统选用了ARM9高性能开发板TQS3C2442做主控板,用于人机交互界而、加工程序编辑、数控译码、外部通讯等工作:设计了由专用DsP运动控制芯片MCX324As及其外围电路组成的运动控制板,以运动控制板为下位机,根据主控板传输来的命令和数据进行处理,并根据处理结果输出控制脉冲,从而控制伺服电机的运转。该系统的硬件结构图如图l所示。

2运动控制芯片的性能

ARM9的s3C2442芯片,具有集成度高、运算速度快、功耗低等优点,主频高达422MHZ。这样高的主频,使处理器能够轻松地运行数控软件,以及进行复杂的信息处理,从而使数控系统能够保持较高的工作效率。

MCX3 24As是专为精密控制伺服电机或步进电机而设计的DsP运动控制芯片。其有8/26位数据总线接口,4位地址总线接口,通过总线对MCX3 24As的命令、数据及状态寄存器进行读写,实现四轴三联动的运动控制和实时监控,实现直线、圆弧、位元三种模式的插补方式,输出脉冲频率达4 MHZ,精度低于±2.2%ppsr22。

采用这种的专用运动控制芯片,能够很大程度上减轻研发数控插补算法的工作量,缩短开发周期。实际工作中,MCX3 24As芯片主要用来处理极其复杂的实时运动控制工作,而这些工作仅需主控板通过总线向MCX3 24As芯片发出一些简单的控制信息便能实现。.

2 S3C2442与MCX324As的接口设计

在主控板上预留了总线接口电路,该电路将$3C2442芯片上的一些数据线、地址线、片选信号和读写控制信号线等引出,方便用户扩展应用电路。运动控制芯片MCX3 24As与X3C2442处理器的连接,就是通过该总线接口电路,将两者的数据线、地址线、读写控制线、片选信号和中断等信号连接起来。

MCX324As运动控制器的性能,直接影响系统的整体性能。其所有功能都是通过特定的寄存器控制的,如命令寄存器、数据寄存器、状态寄存器和配置寄存器。图中$3C2442的Al.A3与MCX3 24As的地址线A2.A2相连接,用于产生MCX3 24As内部寄存器的地址。当MCX3 24As控制器从主控板得到加工信息的基本数据后,在理论轮廓的起终点之间自动计算出若干中间点,将工件轮廓描述出来,并为系统提供运动控制的驱动速度及运动轨迹,从而实现其运动插补功能。

为了使数控系统运行稳定,从图2中可以看出,在MCX324As芯片向外界输出的脉冲信号或者外界伺服系统给lVlCX3 24As反馈的信号之间,都用光耦进行了光电的隔离,并使用了一些电阻和电容组成Rc电路,来进行电路信号的滤波。总之,整个数控系统的硬件在接地电路、数字电路和模拟电路的设计上,都力求达到工业控制上所要求的高稳定和高可靠性要求。

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