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《基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)串口擴(kuò)展設(shè)計(jì).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、·信息技術(shù)·趙兵，等·基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)串口擴(kuò)展設(shè)計(jì)基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)串口擴(kuò)展設(shè)計(jì)趙兵，黃曉華(南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南京210094)摘要：采用基于FPGA的Verilog硬件描述語(yǔ)言編程，提出了一種在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的串口擴(kuò)展方案。分析了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成，通過(guò)對(duì)串1St擴(kuò)展的微控制模塊、時(shí)鐘發(fā)生模塊、發(fā)送和接收模塊的設(shè)計(jì)，完成了在FPGA中擴(kuò)展串口的功能，應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的實(shí)時(shí)控制，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并且提升了系統(tǒng)性能。關(guān)鍵詞：FPGA；多串口擴(kuò)展；運(yùn)動(dòng)控制中圖分類號(hào)：TH12；TP2
2、73文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1671．5276(2013)05．0127．03Multi．SerialsExtensionofMotionControlSystemBasedonFPGAZHA0Bing．HUANGXiao．hua(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：BasedonFPGAVeriloghardwaredescriptionlanguageprogramm
3、ing，thispaperpaysaplanforthedesignofthemulti—serialsextensionofthemotioncontrolsystemandanalyzesthestructureandcompositionofthissystem．Thefunctionofmulti-serialsextensionisrealizedbasedonthedesignofmini-controlmodule，clockgenerationmoduleandsendingandreceivingmodule．T
4、hisdesignisappliedtothemotioncontrolsystemtoachievetheservodrivereal—timecontrol，simplifythesystemstructureandenhancethesystemperformance．Keywords：FPGA；multi-Serialsextension；motioncontrol產(chǎn)的DSP2812作為主控制器，DSP2812擁有兩個(gè)串行通0引言信口SCIA和SCIB，但是，在該全向定位控制系統(tǒng)中，不僅需要控制三個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)，而且還
5、需要與其他傳感串口通訊因?yàn)槠鋮f(xié)議簡(jiǎn)單，操作方便，如今已在工業(yè)器和一些監(jiān)測(cè)設(shè)備(例如監(jiān)測(cè)狀態(tài)的電腦終端等)進(jìn)行通控制系統(tǒng)、儀器測(cè)量系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域被越來(lái)越廣泛地應(yīng)訊，因此，為了實(shí)現(xiàn)這些擴(kuò)展的功能，利用FPGA設(shè)計(jì)了中用?。而現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、各種處理芯片等其他控制終端僅間擴(kuò)展模塊。全向機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。僅配備了少量的通用串口，在很多需要多串口的系統(tǒng)中并通不能滿足需求。為了解決在所研究的全向移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)訊DSP2812接MMU'暖性動(dòng)控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的串口個(gè)數(shù)不能滿足的問(wèn)題，現(xiàn)使用導(dǎo)航模塊FPGA(field-programma
6、blegatearray)芯片進(jìn)行邏輯編程，并行通信口l控制選擇端口實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)展多個(gè)串口進(jìn)行通信的功能。并行通信13l控制選擇端131運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)伺服驅(qū)動(dòng)器1在全向移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制中，使用伺服電動(dòng)機(jī)控FPGAl串口擴(kuò)展端伺服驅(qū)動(dòng)器2制底盤驅(qū)動(dòng)機(jī)器人可以進(jìn)行精密的運(yùn)動(dòng)控制，本文使用MAXON電動(dòng)機(jī)搭載以色列公司生產(chǎn)的Elmo伺服控制器伺服驅(qū)動(dòng)器3進(jìn)行伺服控制。Elmo伺服驅(qū)動(dòng)器提供了串口與控制芯片通信進(jìn)行命令地接收和反饋。在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，微處理其他傳感器輸入接口器采集各種傳感器的信息進(jìn)行分析綜合，判定機(jī)器人當(dāng)前所處的狀態(tài)，根
7、據(jù)目前自身所處的狀態(tài)(包括姿態(tài)，方向激接觸角，位置點(diǎn)，加速度，速度等其他方面)，對(duì)安裝于機(jī)器人光近碰測(cè)開(kāi)開(kāi)底盤的三個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)出不同的運(yùn)動(dòng)命令，使各個(gè)電動(dòng)機(jī)帶距關(guān)關(guān)動(dòng)機(jī)器人的三個(gè)全向輪協(xié)同工作，達(dá)到所需要的運(yùn)動(dòng)軌模模模塊塊塊跡，速度，姿態(tài)等。本文的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)采用了美國(guó)公司德州儀器所生圖1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖作者簡(jiǎn)介：趙兵(1988-)，男，江蘇淮安人，碩士研究生，研究方向?yàn)闄C(jī)電工程。MachineBuildingAutomation，Jun2013，42(5)：127-129·127··信息技術(shù)·趙兵，等·基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)串口
8、擴(kuò)展設(shè)計(jì)???一VCC：elk-9600~16ErrorIrr?：ⅦC?．：CSE203rstDataRdy．_LJrdtxdEn[2O3datainO3、INP【rrr·rRD-state[2．0]dataRegTdxataE7E70303?()
