一种基于fpga的运动控制卡的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型具体涉及一种基于FPGA的运动控制卡，属于工业机器人自动控制技术领域。
【背景技术】
[0002]运动控制卡是一种基于PC机及工业PC机，用于各种运动控制场合，包括位移、速度、加速度等的上位控制单元。FPGA是运动控制的核心单元，基于FPGA的运动控制卡利用高性能微处理器及大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制。随着计算机技术的进步，USB接口由于支持设备的即插即用和热插拔功能，已经成为主流接口而取代PCI总线接口，运动控制卡技术虽然已经得到很大发展，但是由于它是由多个工业芯片为基础组成的，芯片之间及运动控制卡之间的通讯能力并不是十分稳定，在实际使用中由于硬件结构的组合不合理也会经常出现故障。
【实用新型内容】
[0003]因此，本实用新型的目的是提供一种利用USB接口通讯的，数据传输可靠、运行稳定、对电机动作控制可靠的基于FPGA的运动控制卡，包括USB接口、FPGA电路，USB接口与PC主机通讯链接，所述基于FPGA的运动控制卡还包括电平转换模块，所述USB接口与FPGA电路通过电平转换模块通讯链接，所述USB接口包括CY7C68013A单片机芯片，所述FPGA电路包括XILINX XC2S200E芯片，所述FPGA电路连接编码器、通用输入输出接口、电机驱动接口。
[0004]进一步的，所述FPGA电路还连接专用输入接口。
[0005]进一步的，所述运动控制卡还包括电源管理模块，电源管理模块连接FPGA电路。
[0006]进一步的，所述运动控制卡还包括LED灯，所述LED灯连接电源管理模块。
[0007]本实用新型的有益效果在于:本实用新型的一种基于FPGA的运动控制卡，运动控制卡与PC主机之间通过USB接口通讯连接，通过特殊的结构设计，使得运动控制卡与PC主机之间实现可靠迅速的数据通讯，运动控制卡对电机的控制准确控制，可同时控制多个伺服电机或步进电机，电源管理模块的设置可以使运动控制卡的运行更加稳定，本实用新型的运动控制卡适用于各种工业机器人运动控制使用。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的一种基于FPGA的运动控制卡的结构不意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行说明:
[0010]如图1所示，一种基于FPGA的运动控制卡，包括USB接口、FPGA电路，USB接口与PC主机通讯链接，基于FPGA的运动控制卡还包括电平转换模块，USB接口与FPGA电路通过电平转换模块通讯连接，USB接口包括CY7C68013A单片机芯片，所述FPGA电路包括XILINXXC2S200E芯片，采用FPGA电路连接编码器、通用输入输出接口、电机驱动接口。
[0011]CY7C68013A单片机芯片同时包括USB接口和完整的USB2.0引擎协议，实现USB接口设计，速度更快、功能更强大、硬件资源更为丰富，XILINX XC2S200E芯片作为电机的主控制芯片，CY7C68013A单片机芯片作为XILINX XC2S200E芯片与PC主机之间的数据交换平台，由于工作电压不同，设置电平转换模块实现电平转换。
[0012]优选的，FPGA电路还连接专用输入接口。用于扩展运动控制卡的功能。
[0013]优选的，运动控制卡还包括电源管理模块，电源管理模块连接FPGA电路。
[0014]优选的，运动控制卡还包括LED灯，LED灯连接电源管理模块。
[0015]电源管理模块用于监控运动控制卡的工作状态，发生故障时LED灯亮起，提醒操作人员注意。
[0016]基于FPGA的运动控制卡的工作过程为，工业机器人工作过程中，PC主机向运动控制卡发送工作指令和数据，传送到CY7C68013A单片机芯片的相应地址，XILINX XC2S200E从该地址读取指令和数据，执行相关的运动控制，同时XILINX XC2S200E芯片也向CY7C68013A单片机芯片写入工作过程的相关数据，使操作人员获取机器人运行信息。
[0017]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于FPGA的运动控制卡，包括USB接口、FPGA电路，USB接口与PC主机通讯链接，其特征在于，所述基于FPGA的运动控制卡还包括电平转换模块，所述USB接口与FPGA电路通过电平转换模块通讯链接，所述USB接口包括CY7C68013A单片机芯片，所述FPGA电路包括XILINX XC2S200E芯片，采用FPGA电路连接编码器、通用输入输出接口、电机驱动接口。2.如权利要求1所述的运动控制卡，其特征在于，所述FPGA电路还连接专用输入接口。3.如权利要求1所述的运动控制卡，其特征在于，所述运动控制卡还包括电源管理模块，电源管理模块连接FPGA电路。4.如权利要求3所述的运动控制卡，其特征在于，所述运动控制卡还包括LED灯，所述LED灯连接电源管理模块。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于FPGA的运动控制卡，属于工业机器人自动控制技术领域。目的是提供一种利用USB接口通讯的，数据传输可靠、运行稳定、对电机动作控制可靠的基于FPGA的运动控制卡，包括USB接口、FPGA电路，USB接口与PC主机通讯链接，所述基于FPGA的运动控制卡还包括电平转换模块，所述？USB接口与FPGA电路通过电平转换模块通讯链接，所述USB接口包括CY7C68013A单片机芯片，所述FPGA电路包括XILINX？XC2S200E芯片，采用FPGA电路连接编码器、通用输入输出接口、电机驱动接口。本实用新型的运动控制卡适用于各种工业机器人运动控制使用。
【IPC分类】H02P5/00, H02P8/40, H02P29/00
【公开号】CN205319982
【申请号】CN201620033335
【发明人】刘华珠, 赵晓芳, 王善进, 陈雪芳, 林盛鑫, 廖春萍
【申请人】东莞理工学院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月14日