一种实时转台控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实时转台控制系统。现有的技术中，为了满足转台控制的实时性要求，一般采用并行通信方式。但并行传输数据可靠性随距离的增加而下降。采用差分方式的ＲＳ４２２串行通信，可在受干扰的线路上拾取有效信号。因此只要达到足够高的波特率就能在保证实时性的同时，延长控制距离。为了更好地实现远距离的通信，本发明专利技术提出了一种实时转台控制系统，包括一台计算机，带有串口；一个复杂可编程逻辑器单元ＣＰＬＤ（ＣＯＭＰＬＥＸ　ＰＲＯＧＲＡＭＡＢＬＥ　ＬＯＧＩＣ　ＤＥＶＩＣＥ），与所述计算机通过串口连接，用于实现与计算机通信。一个ＰＭＡＣ运动控制卡，与所述的ＣＰＬＤ连接，用于实现ＣＰＬＤ与驱动器的通信；一个驱动器，与所述ＰＭＡＣ连接，用于驱动转台，从而实现与计算机进行远距离的通信，起到了很好的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实时转台控制系统，特别是一种基于CPLD串行通信的实时转台控制 系统，属于机械控制领域。
技术介绍
现有的技术中，为了满足转台控制的实时性要求， 一般采用并行通信方式。但并行传 输数据可靠性随距离的增加而下降。釆用差分方式的RS422串行通信，可在受干扰的线路 上拾取有效信号。因此只要达到足够高的波特率就能在保证实时性的同时，延长控制距离。比如， 一个转台控制系统需要实时测量模拟装置反馈的俯仰、偏航、滚动三个方向的 角度偏差，根据该偏差按照特定算法给出运动轨迹，系统响应要求在毫秒级。如果在此转 台控制系统中，仿真计算机可以通过并口与PAMC运动控制卡实时通讯，但可靠控制距离 仅为2米，不能满足实际引用的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种实时转台控制系统。为了更好地实现远距离的通信，本专利技术提出了一种实时转台控制系统，包括 一台计算机，带有串口；一个复杂可编程逻辑器单元CPLD (COMPLEX PROGRAMABLE LOGIC DEVICE),与所述计算机通过串口连接，用于实现与计算机通信。一个PMAC运动控制卡，与所述的CPLD连接，用于实现CPLD与驱动器的通信；一个驱动器，与所述PMAC连接，用于驱动转台。 优选的，所述CPLD与PMAC运动控制卡通过并行接口连接。 所述的串口采用研华PCL-743B高速串口卡，其最大波特率可达921.6K。 所述的CPLD由串行/并行转换电路、并口输入电路、并行/串行转换电路、并行 输出电路组成，其中计算机串口经过,串行/并行转换电路与CPLD连接，串行/并行转换 电路经过并口输入电路与所述的PMAC运动控制卡连接，向PMAC运动控制卡输入计算 机串口传输过来的控制信息，PMAC运动控制电路与并行输出电路连接，并行输出电路与 并行/串行转换电路连接，并行/串行转换电路将转台所产生的反馈信息输出到计算机串3口，从而实现与计算机的通信。 附图说明图1是本专利技术的转台控制系统的模块示意图。 具体实施例方式本专利技术所述的CPLD (Complex Programmable Logic Device)是本专利技术的核心，其由串 /并转换电路、并行输入、并行输出、并/串转换电路组成，而上述电路的具体实施房室 可以由诸如阵列、或阵列、输入缓冲电路、输出宏单元组成，具有集成度高、多时钟驱动、 内含ROM或FLASH等硬件实现，也可以由计算机程序、软件来实现。下面详细说明该 CPLD的实施方式。串行/并行转换电路负责接收远程PC的串行控制信号，将其并行传送至PMAC运动 控制卡。此模块主要由8分频子模块、起始位检测及数据完整性检测子模块、串入并出移 位寄存器子模块以及线路选通子模块组成。8分频子模块确保数据的准确性；起始位检测 及数据完整性检测子模块确保接收数据的完整性；串入并出移位寄存器子模块完成串—并 转换功能；线路选通子模块按照并口协议将数据并行发送到指定端口 。串行/并行转换电路可以采用8倍于串口波特率的频率(f采)对数据进行采样，经8分 频子模块使移位寄存器的移位频率(f移)等于串口波特率，从而保证了数据传输和转换的准 确性。优选地，串行/并行转换电路可以采用RS422的RTS (Require To Send)作为CPLD 板接收握手信号。检测RTS为低，即串口即将发送数据，CPLD清空接收缓冲区，做好接 收准备；起始位来临时(RS422在无数据传输时，发送端TXD为高电平，起始位为低电 平，所以检测下降沿即可)，CPLD将数据移入串入并出移位寄存器子模块；同时使能时 钟频率为f移的计数器l开始记数，经历10个时钟周期(lbit起始位+ 8bit数据+ l停止位)，即确保完成一个字节的完整移入。每移入一个字节，计数器1给出一个脉冲信号，使计数器2加1，这样通过比较器即 可从计数器2得出传送的是第几个数据，通过选通电路将数据传送到相应的端口。计数器 2满7，即完成一组控制命令传输，计数器2清零。并行/串行转换电路负责接收PMAC卡反馈的并行数据，以一定的顺序转换成串行数 据传送至远程计算机。此模块主要由握手子模块、并入串出移位寄存器子模块、通道选通 子模块组成。握手模块确保数据传送的准确和完整。通道选通子模块将各端口接收到的数 据按照一定的顺序移入并入串出子模块。并入串出子模块完成并—串转换。优选地，为了保证CPLD发送数据的完整性，可以采用RS422的CTS(ClearTo Send)作为CPLD板向串口发送数据的握手信号。检测到PMAC置高原并口握手位，CPLD开 始接收PMAC反馈数据。待PMAC置低原并口握手位，即反馈数据完成，CPLD将各 端口接收到的反馈数据通过端口选通子模块以一定的顺序移入并入串出子模块。同时置高 CTS，计数器3开始计数实现60us延时(防止数据丢失)，此时远程PC应清空串口的接 收缓冲，进入接收状态。60us后在移位时钟(f移)作用下，CPLD将数据一位一位传送至远 程PC的RS422 口 。待一组反馈数据(7 bytes)发送完成，置低CTS。信息反馈时，PAMC首先置高握手位(lbyte);将反馈信息类型和轴号输出到地址总 线(lbyte)，将相关信息输出到数据总线(4 bytes);最后输出定时信息并置低握手位(1 byte)。 PC读取反馈信息进行后续控制。本专利技术采用了 CPLD器件将远程PC串行发送的指令信息并行传送至PAMC卡；将 PMAC反馈的并行数据串行传送至远程PC。这样就能基于原并口协议实现RS422对转台 的实时控制，并且采用RS422串行通信通信方式，可将其提高到20米以上，在保证实时 性基础上，有效地提高了控制距离，取得了积极的效果。权利要求1.一种实时转台控制系统，其特征是，包括一台计算机，带有串口；一个复杂可编程逻辑器单元CPLD，与所述计算机通过串口连接，用于实现与计算机通信；一个PMAC运动控制卡，与所述的CPLD连接，用于实现CPLD与驱动器的通信；一个驱动器，与所述PMAC连接，用于驱动转台。2. 根据权利要求1所述的一种转台系统，其特征是，所述C P L D与PMAC运动 控制卡通过并行接口连接。3. 根据权利要求2所述的一种转台系统，其特征是，所述的CPLD由串行/并行转 换电路、并口输入电路、并行/串行转换电路、并行输出电路组成，其中计算机串口经过 串行/并行转换电路与CPLD连接，串行/并行转换电路经过并口输入电路与所述的 PMAC运动控制卡连接，向PMAC运动控制卡输入计算机串口传输过来的控制信息， PMAC运动控制电路与并行输出电路连接，并行输出电路与并行/串行转换电路连接，并 行/串行转换电路将转台所产生的反馈信息输出到计算机串口 。全文摘要本专利技术公开了一种实时转台控制系统。现有的技术中，为了满足转台控制的实时性要求，一般采用并行通信方式。但并行传输数据可靠性随距离的增加而下降。采用差分方式的RS422串行通信，可在受干扰的线路上拾取有效信号。因此只要达到足够高的波特率就能在保证实时性的同时，延长控制距离。为了更好地实现远距离的通信，本专利技术提出了一种实时转台控制系统，包括一台计算机，带有串口；一个复杂可编程逻辑器单元CPLD(COMPLEX PROG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时转台控制系统，其特征是，包括：　一台计算机，带有串口；　一个复杂可编程逻辑器单元ＣＰＬＤ，与所述计算机通过串口连接，用于实现与计算机通信；　一个ＰＭＡＣ运动控制卡，与所述的ＣＰＬＤ连接，用于实现ＣＰＬＤ与驱动器的通 信；　一个驱动器，与所述ＰＭＡＣ连接，用于驱动转台。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐军军，
申请(专利权)人：唐军军，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]