一种基于FPGA的多轴运动控制系统技术方案

本发明专利技术涉及运动控制技术领域，一种基于FPGA的多轴运动控制系统，包括电源、晶振、JTAG电路、ARM芯片、FPGA芯片、15路DI输入电路、8路HDI输入电路及16路HDO输出电路。本发明专利技术使用ARM芯片作为运动控制的控制器，FPGA芯片作为运动控制的数据处理器，不仅满足了较高的控制需求，而且拥有精度较高、速度较快的数据处理能力。解决了目前市场存在的控制器，处理速度慢，精度不高，不可重复编程，扩展性差，通用性不好的缺点，具有开放性、互换性、可扩展性以及可移植性等优点。

A multi axis motion control system based on FPGA

The present invention relates to the field of motion control technology, a multi axes motion control system based on FPGA, including power supply, crystal oscillator, JTAG circuit, ARM chip, FPGA chip, 15 DI input circuit, 8 HDI 16 HDO input circuit and output circuit. The invention uses ARM chip as the controller, the FPGA chip as the data processor of the motion control, not only meet the demand of high control, and has faster data processing capability of higher precision and speed. To solve the controller existing in the present market, slow processing speed, high precision, non repeatable programming, poor scalability, applicability of good, with openness, interchangeability, expandability and portability advantages.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的多轴运动控制系统
本专利技术涉及一种基于FPGA的多轴运动控制系统，属于运动控制

技术介绍
运动控制技术是对机械运动部件的位置、速度等参数进行实时控制管理，使其按照预定的运动轨迹和运动参数进行运动的技术。主要是通过对电机驱动器的控制以达到对机械运动的位置、速度、加速度的精确控制，运动控制器以其精准的轨迹控制能力使其在航天、机床、机器人、军事得已广泛的应用。通常伺服电机和步进电机的驱动器采用总线控制或者脉冲和方向控制。总线型运动控制器输出信号是指令和参数，而采用脉冲和方向的控制方式，脉冲的数量对应运动控制的位置，脉冲频率对应运动控制的速度，控制精度高，灵活性强。近年来，多轴电机同步控制技术在高速高精度机械控制系统中得到广泛应用，控制精度及同步性问题普遍存在于控制系统中。以上问题是解决高精度多轴同步运动控制的核心，也是运动控制发展的趋势。FPGA(现场可编程门阵列)以其较高的精度和较快的速度，在运动控制中得已广泛应用。FPGA固有的灵活性、并行性、集成性使得它越来越受重视，此外FPGA可以集成各种通讯接口，适用于各种通信协议。随着生产工艺的提高，FPGA的规模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的多轴运动控制系统，包括电源、晶振、JTAG电路、ARM芯片、FPGA芯片、15路DI输入电路、8路HDI输入电路及16路HDO输出电路，所述的15路DI输入电路和8路HDI输入电路，分别包括输入保护电路并与其依次相连的限流滤波电路及光耦隔离电路，所述16路HDO输出电路，包括输出保护电路并与其依次相连的输出驱动电路及光耦隔离电路，所述光耦隔离电路，用于避免外界的干扰，其中15路DI输入电路使用普通光耦隔离，8路HDI输入电路和16路HDO输出电路使用高速光耦隔离，限流滤波电路，用于避免信号的毛刺干扰，其特征在于：所述光耦隔离电路分别与FPGA芯片相连，用于运动控制信号的处理，...

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的多轴运动控制系统，包括电源、晶振、JTAG电路、ARM芯片、FPGA芯片、15路DI输入电路、8路HDI输入电路及16路HDO输出电路，所述的15路DI输入电路和8路HDI输入电路，分别包括输入保护电路并与其依次相连的限流滤波电路及光耦隔离电路，所述16路HDO输出电路，包括输出保护电路并与其依次相连的输出驱动电路及光耦隔离电路，所述光耦隔离电路，用于避免外界的干扰，其中15路DI输入电路使用普通光耦隔离，8路HDI输入电路和16路HDO输出电路使用高速光耦隔离，限流滤波电路，用于避免信号的毛刺干扰，其特征在于：所述光耦隔离电路分别与FPGA芯片相连，用于运动控制信号的处理，所述JTAG电路分别与FPGA芯片及ARM芯片相连，JTAG电路用于控制器程序下载和调试，ARM芯片进行运动控制数据的运算和配置，通过FSMC通信接口与FPGA芯片通信，在FPGA芯片内部系统执行相应的功能，所述电源分别与晶振、ARM芯片及FPGA芯片相连，晶振还与FPGA芯片相连，为FPGA芯片提供时钟，在FPGA内部将时钟进行分频处理，分别为外部的ARM芯片和以太网提供时钟；所述FPGA芯片包括时钟模块、通信接口模块、中断模块、计数测频模块、数据缓存控制模块、PLS模块、脉冲输出模块、信号输出选择模块、使能位控制模块、使能位选择模块及DI滤波处理模块和HDI滤波处理模块，其中，通信接口模块与数据缓存控制模块相连，通信接口模块用于ARM芯片与FPGA芯片的数据交互...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲崇权，赵亮，邢志鹏，黄海滨，孙红涛，
申请(专利权)人：大连理工计算机控制工程有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21