]外部网络总线通讯单元包括CAN总线、RS485总线、以太网、RS232总线及USB2.0总线五种网络总线。CAN通信单元对应CAN总线82C200收发器，RS485总线对应MAX485总线收发器，RS232总线对应MAX3232总线收发器，USB总线对应S1R72U16总线收发器。外部网络总线通讯结构示意图如图6所示，网络总线通讯负责基于ARM的智能控制单元与工控机之间的通信数据的发送和接受。
[0039]电源管理单元由多种电源转换模块组成，主要将系统输入电压转换为ARM处理器、单片机处理器、传感器电路及控制输入输出电路所需要的电压，电压等级主要分为+24V、+15V、-15V、+12V、-12V、+5V、+3.3V、+1.9V、+1.5V 九种类型，系统输入电压为 +18V ?+48V0
[0040]无源晶振单元主要由无源晶振芯片和瓷片电容组成，电路提供ARM芯片所需要的工作频率12MHz、单片机工作需要的32MHz及USB工作需要的30MHz时针信号。
[0041]调试仿真单元主要由调试存储芯片、调试接口、电阻及瓷片电容组成，调试仿真单元提供给基于ARM的智能控制单元及SCM智能控制模块调试仿真接口，实现程序的仿真与下载。
[0042]安装连接方式如下:
[0043]1.运动控制器壳采用铝合金材料，长宽高分别为325mm*210mm*200mm，长度可扩展。
[0044]2.控制板与驱动板以插槽形式固定于控制器内壳，并行插在控制器内壳上，控制板置于箱体内左边，从左到右依次为多层驱动板，可依据轴数进行扩展，最多可扩展到256轴。
[0045]3.运动控制器控制电源输入端口接外部电源正负端口，电压范围+18V?+72V。
[0046]4.控制器控制板智能I/O信号通过12针软排线与控制器壳上人机交互单元按键和数码管相连；通过24针软排线与TFT真彩显示屏连接；TFT真彩显示屏、键盘、数码管及指示灯置于控制器外壳面板同一侧。
[0047]5.控制板通过DB9端口 1、DB9端口 2、USB端口及以太网端口实现与外部通信网络外设相连。
[0048]6.侧面板通过DB26端口 I和DB26端口 2实现与外设I/O外设相连。
[0049]7.侧面板通过DB26端口 3和DB26端口 4实现与外部传感器外设相连。
[0050]8.控制器外壳上面板通过2线开关实现与外部电源的通断连接。
【主权项】
1.一种新型的高速高精度多轴伺服运动控制器电路，其特征在于:它包括基于ARM的智能控制单元、SCM智能控制模块、USB总线通讯单元、数据存储单元、外部网络通讯单元、电源管理单元、调试仿真单元、无源晶振单元及人机交互单元；其中，USB总线通讯单元与N个单片机智能控制模块连接，USB总线通讯单元还通过USB总线与基于ARM的智能控制单元连接，基于ARM的智能控制单元分别与数据存储单元、外部网络通讯单元、电源管理单元、调试仿真单元、无源晶振单元及人机交互单元连接。2.如权利要求1所述的一种新型的高速高精度多轴伺服运动控制器电路，其特征在于:所述的每个单片机智能控制模块分别与四个基于单片机的解算输出单元连接，每个基于单片机的解算输出单元还与信号调理单元连接，信号调理单元与数字伺服控制信号和数字量控制输出连接，单片机智能控制模块还分别与无源晶振单元、电源管理单元、调试仿真单元和USB通信单元连接，单片机智能控制模块与高速数模转换单元连接，高速数模转换单元与信号调理单元连接，信号调理单元与模拟量控制输出连接，模拟量传感器信息、数字量传感器信息和数字I/O信息输出至信号调理单元，信号调理单元输出至高速数模转换单元和单片机智能控制模块，高速数模转换单元输出至单片机智能控制模块。3.如权利要求1所述的一种新型的高速高精度多轴伺服运动控制器电路，其特征在于:所述的信号调理单元包括模拟量传感器信息输入与滤波电路连接，滤波电路与电压跟随电路连接，电压跟随电路与运算放大电路连接；数模转换器信息输出与滤波电路连接，滤波电路与运算放大电路连接，运算放大电路与电压跟随器连接；数字量传感器信息输入与滤波电路连接，滤波电路与差分电路连接，差分电路与光电隔离电路连接；数字量传感器信息输出与滤波电路连接，滤波电路与光电隔离电路连接；数字量控制信息输入与滤波电路连接，滤波电路与光电隔离电路连接；数字量控制信息输出与滤波电路连接，滤波电路与差分电路连接，差分电路与光电隔离电路连接；数字量开关信息输入与滤波电路连接，滤波电路与光电隔离电路连接，光电隔离电路与电平转换电路连接；数字量开关信息输出与滤波电路连接，滤波电路与电平转换电路连接，电平转换电路与光电隔离电路连接。4.如权利要求1所述的一种新型的高速高精度多轴伺服运动控制器电路，其特征在于:所述的数据存储单元包括ARM外部存储器接口，ARM外部存储器接口与数据总线连接、地址总线和控制线连接，数据总线连接、地址总线和控制线连接均分别与两块SST39VF6401SDRAM 芯片和 K91G08U0B FLASH 芯片连接。5.如权利要求1所述的一种新型的高速高精度多轴伺服运动控制器电路，其特征在于:所述的人机交互单元包括ARM总线或I/O数据端口，ARM总线或I/O数据端口通过总线与TFT液晶显示器连接，ARM总线或I/O数据端口通过I/O与发光二极管、按键输入和数码管连接。6.如权利要求1所述的一种新型的高速高精度多轴伺服运动控制器电路，其特征在于:所述的外部网络通信单元包括ARM通信控制器，ARM通信控制器分别与CAN收发器、RS232收发器、RS485收发器、以太网收发器和USB收发器连接，CAN收发器、RS232收发器、RS485收发器、以太网收发器和USB收发器还分别与网络总线通信主机连接。
【专利摘要】本发明属于一种伺服运动控制器电路，具体涉及一种新型的高速高精度多轴伺服运动控制器电路。它包括基于ARM的智能控制单元、SCM智能控制模块、USB总线通讯单元、数据存储单元、外部网络通讯单元、电源管理单元、调试仿真单元、无源晶振单元及人机交互单元；其中，USB总线通讯单元与N个单片机智能控制模块连接，USB总线通讯单元还通过USB总线与基于ARM的智能控制单元连接，基于ARM的智能控制单元分别与数据存储单元、外部网络通讯单元、电源管理单元、调试仿真单元、无源晶振单元及人机交互单元连接。其优点是：成本低、功耗低、体积小、扩展性强、实时性好、响应快；系统接线简单，高可靠、长寿命、强抗电磁干扰能力。
【IPC分类】G05B19/414
【公开号】CN105242640
【申请号】CN201410325634
【发明人】黄建, 张新华, 王晓林, 揭军, 王顺伟
【申请人】北京自动化控制设备研究所
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2014年7月9日...