本发明专利技术公开了一种多通信嵌入式运动控制可编程开发平台，涉及嵌入式开发技术领域。本发明专利技术包括：电源处理模块与主控模块连接，主控模块分别与通用数字I/O模块、通讯模块、核心算法模块连接，核心算法模块与专用数字I/O模块连接，核心算法模块与电机控制信号输出模块连接，反馈采集模块与核心算法模块连接；通用数字I/O模块通过I/O接口分别与控制面板、手轮、传感器连接，反馈采集模块通过增量型编码器光栅接口与增量编码器连接，电机控制信号输出模块通过电机驱动器接口与电机驱动器连接。本发明专利技术具有标准的运动控制开发平台架构，通过多轴开发能力，可在低成本的基础上对大多数运动控制系统进行开发、验证及改进，大幅度降低了开发平台成本。发平台成本。发平台成本。
【技术实现步骤摘要】
多通信嵌入式运动控制可编程开发平台
[0001]本专利技术属于嵌入式开发
，特别是涉及一种多通信嵌入式运动控制可编程开发平台。
技术介绍
[0002]目前，市场上的运动控制系统开发平台多采用嵌入式计算机或DSP核心，虽然功能强大、性能优异，但成本较高，多数低成本产品无法使用，高校教学等需求也无法大面积普及。
[0003]而以单片机为主的低成本芯片却普遍并不为运动控制等高端应用所接受，只用来从事一些逻辑控制。然而，对于复杂的系统，如航天飞机，仍然用单片机系统进行相关开发工作，以保证稳定性，并使其发挥出最大效能，说明低成本芯片仍然能在复杂的系统中应用。因此，应用低成本芯片开发用于高校教学、低端产品开发领域的运动控制系统开发平台不仅成本底，而且能够足用户的需要。而目前尚无此类产品在市场上出现，文献中也未见相关报道。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种多通信嵌入式运动控制可编程开发平台，具有标准的运动控制开发平台架构，通过多轴开发能力，可在低成本的基础上对大多数运动控制系统进行开发、验证及改进，解决了现有的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种多通信嵌入式运动控制可编程开发平台，包括主控模块、核心算法模块、反馈采集模块、专用数字I/O模块、通用数字I/O模块、通讯模块、电机控制信号输出模块和电源处理模块，其特征在于：所述电源处理模块与主控模块连接，主控模块分别与通用数字I/O模块、通讯模块、核心算法模块连接，核心算法模块与专用数字I/O模块连接，核心算法模块与电机控制信号输出模块连接，反馈采集模块与核心算法模块连接；通用数字I/O模块通过I/O接口分别与控制面板、手轮、传感器连接，反馈采集模块通过增量型编码器光栅接口与增量编码器连接，电机控制信号输出模块通过电机驱动器接口与电机驱动器连接；所述主控模块为GPMC，用于完成综合控制、逻辑控制、通讯功能；所述GPMC包括互联接口模块、地址译码器、GPMC配置和片选配置寄存器模块；接入工具模块、预取和写入工具模块、纠错码模块和外部设备接口模块；所述GPMC需要读写某个地址中的数据时，处理器会检测该地址是否在GPMC的地址范围内；若是，则将该地址送到其内部的地址译码器，进入地址译码器中的地址，将其和各个片选设备的掩码地址进行逻辑“与”；若得到的新地址与某个片选设备的基地址相同，则相应的片选位变成低电平，并根据相关时序配置，读写使能也将在某个时刻拉低，即变为有效状态。
[0006]作为一种优选的技术方案，所述核心算法模块由一块ATmega128单片机构成，主要用于对反馈信息、专用数字I/O模块的专用I/O信息进行采集和运算。
[0007]作为一种优选的技术方案，所述反馈采集模块由高速光电隔离芯片及差分电路构成，再由差分电路对隔离后的信息进行差分，然后送入主控模块，减少反馈信息所受到的环境干扰。
[0008]作为一种优选的技术方案，所述通用数字I/O模块采用74HC595芯片，74HC595芯片通过TLP521
‑
4光电隔离芯片与构成主控模块的ATmega128单片机连接，实现I/O拓展，增加I/O数量；采用TLP521
‑
4光电隔离芯片采集信息，从而保护主控模块的稳定工作。
[0009]作为一种优选的技术方案，所述专用数字I/O模块由ATmega128、编码器、行程限制元件、回零标志电路、放大器使能电路、比较相等输出电路、方向输出电路、电机驱动器和放大器出错电路连接组成；所述行程限制元件用于电机的限位、回零标志电路用于触发电机，令其转动到零点、放大器出错电路用于采集电机驱动器工作电压，当电机电流过大，触发放大器出错电路向系统传送出错信号，主控模块发出指令使电机停止转动；所述放大器使能电路输入端与 ATmega128 的一个I/O端口连接，当ATmega128 的I/O端口电平有效时，触发则放大器电路使能；所述比较相等输出电路分别与 ATmega128 的一个I/O端口、放大器使能电路输出端、方向输出电路连接，对从放大器出错电路采集的电平与系统设定电平进行比较，如采集的电平与系统设定电平相等，则触发此功能；所述方向输出电路由比较相等输出电路控制，其输出端连接电机驱动器，电机的运动方向由ATmega128 的两个I/O端口与比较相等输出的电路的输出电平进行逻辑运算，如比较相等输出电路的输出电平为低电平时，则方向输出电路不工作，如比较相等输出电路的输出电平为高电平，则电机具体的输出方向由ATmega128的两个I/O端口控制；所述放大器出错电路包括AD电压采集芯片，AD电压采集芯片采集电机驱动器的工作电压，对电机驱动器的工作电压进行监控，如果电机驱动器工作电压异常，则放大器出错电路输出低电平，如电机驱动器工作电压正常，则放大器出错电路输出高电平；所述专用数字I/O模块的I/O信息优先级最高，如正向行程限制I/O被触发时，系统优先处理此信息，使电机停止运动，即使上位机再次下达正向运动指令，系统仍旧不予处理，当上位机下达负向运动指令时，系统将解除锁定予以处理。
[0010]作为一种优选的技术方案，所述通讯模块包括RS232模块、CAN模块、以太网模块，此三个模块并行通讯，使用者可采用这三种中任何一种通讯方式使上位机与控制系统建立联系；采用RS232、CAN、以太网三种通讯方式与上位机进行通讯，通讯模块使主控模块与上位机进行数据交换，根据交换的信息可在上位机上进行参数设置，波形分析，图像显示。
[0011]作为一种优选的技术方案，所述电机控制信号输出模块由HCPL2630高速光电隔离芯片与其相关滤波电路构成。
[0012]作为一种优选的技术方案，所述电源处理模块由7805芯片与7812芯片及其相关滤波电路构成，为系统提供5V及
±
12V系统电源。
[0013]作为一种优选的技术方案，所述开发平台具体工作流程如下：步骤S1：根据任务要求，通过PC机、工控机、控制面板、手轮或传感器向多轴运动控
制系统开发平台发布指令，选择执行项目；步骤S2：多轴运动控制系统对上位机下达的指令进行分析并储存，并对相应的电机下达运动指令；步骤S3：电机转动时所对应的反馈信息，反馈信息是编码器信息和电流的大小，传送给多轴运动控制系统，系统对所反馈的信息进行分析运算，并根据所存储的上位机指令对电机下达二次运动指令，指令以脉冲或模拟电压方式输出，此次下达的二次运动指令会根据系统所设定的伺服周期及反馈信息进行不停的运算及修改，当第一次的运动指令不足以使电机的实际运动平滑，或电机的实际速度不能按照指令中预想的速度运行，则二次运动指令会对输出脉冲或模拟电压进行比例，积分，微分的三种方式运算，从而使电机按照指令中预想的运动效果，并告知上位机电机所运动的轨迹及波形；步骤S4：当外部信号触发了系统中的专用数字I/O模块，此时系统停止运算，优先处理专用数字I/O模块的I/O信息，使电机停止或进行回零运动。
[0014]本专利技术具有以下有益效果：本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多通信嵌入式运动控制可编程开发平台，包括主控模块、核心算法模块、反馈采集模块、专用数字I/O模块、通用数字I/O模块、通讯模块、电机控制信号输出模块和电源处理模块，其特征在于：所述电源处理模块与主控模块连接，主控模块分别与通用数字I/O模块、通讯模块、核心算法模块连接，核心算法模块与专用数字I/O模块连接，核心算法模块与电机控制信号输出模块连接，反馈采集模块与核心算法模块连接；通用数字I/O模块通过I/O接口分别与控制面板、手轮、传感器连接，反馈采集模块通过增量型编码器光栅接口与增量编码器连接，电机控制信号输出模块通过电机驱动器接口与电机驱动器连接；所述主控模块为GPMC，用于完成综合控制、逻辑控制、通讯功能；所述GPMC包括互联接口模块、地址译码器、GPMC配置和片选配置寄存器模块；接入工具模块、预取和写入工具模块、纠错码模块和外部设备接口模块；所述GPMC需要读写某个地址中的数据时，处理器会检测该地址是否在GPMC的地址范围内；若是，则将该地址送到其内部的地址译码器，进入地址译码器中的地址，将其和各个片选设备的掩码地址进行逻辑“与”；若得到的新地址与某个片选设备的基地址相同，则相应的片选位变成低电平，并根据相关时序配置，读写使能也将在某个时刻拉低，即变为有效状态。2.根据权利要求1所述的一种多通信嵌入式运动控制可编程开发平台，其特征在于，所述核心算法模块由一块ATmega128单片机构成，主要用于对反馈信息、专用数字I/O模块的专用I/O信息进行采集和运算。3.根据权利要求1所述的一种多通信嵌入式运动控制可编程开发平台，其特征在于，所述反馈采集模块由高速光电隔离芯片及差分电路构成，再由差分电路对隔离后的信息进行差分，然后送入主控模块，减少反馈信息所受到的环境干扰。4.根据权利要求1所述的一种多通信嵌入式运动控制可编程开发平台，其特征在于，所述通用数字I/O模块采用74HC595芯片，74HC595芯片通过TLP521
‑
4光电隔离芯片与构成主控模块的ATmega128单片机连接，实现I/O拓展，增加I/O数量；采用TLP521
‑
4光电隔离芯片采集信息，从而保护主控模块的稳定工作。5.根据权利要求1所述的一种多通信嵌入式运动控制可编程开发平台，其特征在于，所述专用数字I/O模块由ATmega128、编码器、行程限制元件、回零标志电路、放大器使能电路、比较相等输出电路、方向输出电路、电机驱动器和放大器出错电路连接组成；所述行程限制元件用于电机的限位、回零标志电路用于触发电机，令其转动到零点、放大器出错电路用于采集电机驱动器工作电压，当电机电流过大，触发放大器出错电路向系统传送出错信号，主控模块发出指令使电机停止转动；所述放大器使能电路输入端与 ATmega128 的一个I/O端口连接，当ATmega128 的I/O端口电平有效时，触发则放大器电路使能；所述比较相等输出电路分别与 ATmega128 的一个I/O端口、放大器使能电路输出端、方向输出电路连接，对从放大器出错...
【专利技术属性】
技术研发人员：李蜜，
申请(专利权)人：上海同普电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。