1 硬件电路
1.1 运动控制芯片MCX314As
日本NOVA电子有限公司研制的MCX314As是以单一芯片来控制4轴的脉冲序列输出驱动伺服电机和步进电机的运动控制芯片,适用于工业自动化设备、工业机器人、测量设备、办公设备和家用电器方面,具有各轴独立的定位控制、速度控制功能,且可在4轴中任选2轴或3轴来进行圆弧、直线、位模式插补操作。MCX314As的输出脉冲频率高达4 MHz,误差低于±0.5最小插补单元,倍率为1~500。且每轴都有伺服反馈输入端、四个输入点和8个输出点,能独立设置恒速、线性、非对称S曲线加/减控制、非对称梯形加/减控制。同时该芯片还有2个32位的逻辑、实际位置计数器和状态比较寄存器,并可实现位置的闭环控制功能。
1.2 S3C2410微处理器
S3C2410是韩国三星(Samsung)公司设计的32位RISC嵌入式处理器。该处理器可为手持设备和一般性应用提供一个高性价比、低功耗、高性能的解决方案。该芯片基于ARM920T内核,采用五级流水线和哈佛结构,主频高达200 MHz,并具有全性能的内存管理单元MMU (Memory Management Unit)、独立的16KB指令和数据Cache以及高速AMBA总线接口。为了减少应用系统设计 成本,S3C2410还集成了众多的常用资源,例如:LCD控制器、NANDFlash控制器、SDRAM控制器、系统片选逻辑以及一些常用的通讯接口等,因此可广泛应用于工业控制领域。
1.3 控制器电路
在嵌入式控制系统的硬件设计中,可在开发板S3C2410上设计预留系统总线接口,包括16位数据线、12位地址线、片选信号和一些读写控制信号线等通用IO口的信号线,以方便用户扩展应用电路。运动控制芯片MCX314As与S3C2410处理器的通信就是通过这个标准的系统总线接口来实现的,即把两者的数据线、地址线、读写控制线、片选信号和中断等信号连接起来,其信号连接图如图1所示。由图中可以看到,在那些互相连接的信号线之间都连着SN74ALVC164245芯片,主要是因为S3C2410的I/O引脚的工作电压是3.3 V(按道理可以承受5 V电压),而MCX314As的工作电压是5 V,为保险起见,同时也为了增加信号之间传输的可靠性。设计中加入了这个电平转换芯片SN74ALVC164245来实现电平的转换,同时又可用于驱动信号。另外还需要注意的是,由于电路中使用的是16位数据线来完成数据传输,因此应将MCX314As2芯片的H16L8引脚接高电平。
1 硬件电路
1.1 运动控制芯片MCX314As
日本NOVA电子有限公司研制的MCX314As是以单一芯片来控制4轴的脉冲序列输出驱动伺服电机和步进电机的运动控制芯片,适用于工业自动化设备、工业机器人、测量设备、办公设备和家用电器方面,具有各轴独立的定位控制、速度控制功能,且可在4轴中任选2轴或3轴来进行圆弧、直线、位模式插补操作。MCX314As的输出脉冲频率高达4 MHz,误差低于±0.5最小插补单元,倍率为1~500。且每轴都有伺服反馈输入端、四个输入点和8个输出点,能独立设置恒速、线性、非对称S曲线加/减控制、非对称梯形加/减控制。同时该芯片还有2个32位的逻辑、实际位置计数器和状态比较寄存器,并可实现位置的闭环控制功能。
1.2 S3C2410微处理器
S3C2410是韩国三星(Samsung)公司设计的32位RISC嵌入式处理器。该处理器可为手持设备和一般性应用提供一个高性价比、低功耗、高性能的解决方案。该芯片基于ARM920T内核,采用五级流水线和哈佛结构,主频高达200 MHz,并具有全性能的内存管理单元MMU (Memory Management Unit)、独立的16KB指令和数据Cache以及高速AMBA总线接口。为了减少应用系统设计 成本,S3C2410还集成了众多的常用资源,例如:LCD控制器、NANDFlash控制器、SDRAM控制器、系统片选逻辑以及一些常用的通讯接口等,因此可广泛应用于工业控制领域。
1.3 控制器电路
在嵌入式控制系统的硬件设计中,可在开发板S3C2410上设计预留系统总线接口,包括16位数据线、12位地址线、片选信号和一些读写控制信号线等通用IO口的信号线,以方便用户扩展应用电路。运动控制芯片MCX314As与S3C2410处理器的通信就是通过这个标准的系统总线接口来实现的,即把两者的数据线、地址线、读写控制线、片选信号和中断等信号连接起来,其信号连接图如图1所示。由图中可以看到,在那些互相连接的信号线之间都连着SN74ALVC164245芯片,主要是因为S3C2410的I/O引脚的工作电压是3.3 V(按道理可以承受5 V电压),而MCX314As的工作电压是5 V,为保险起见,同时也为了增加信号之间传输的可靠性。设计中加入了这个电平转换芯片SN74ALVC164245来实现电平的转换,同时又可用于驱动信号。另外还需要注意的是,由于电路中使用的是16位数据线来完成数据传输,因此应将MCX314As2芯片的H16L8引脚接高电平。
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