一种多轴运动控制卡的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制卡，尤其涉及一种多轴运动控制卡。
【背景技术】
[0002]目前，开放式运动控制器在国外最为流行，而在我国正处于发展阶段；
[0003]90年代以来，随着计算机技术和电子技术的发展，基于PC的开放式数控系统组建成为开放式数控系统的主流，PC部分主要完成图形界面处理、输入输出控制、加工程序便积极译码、刀补等非实时功能，运动控制器中逐渐采用高速、功能强大的数字信号处理器为其核心处理器DSP，运动控制器部分主要完成插补运算、反馈、实时控制等实时控制任务；
[0004]目前常用的控制系统或多或少存在比较严重的信号干扰问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型为了弥补现有技术的不足，满足现有技术的需要，提供一种多轴运动控制卡，该系统能够有效地避免信号干扰；
[0006]为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0007]一种多轴运动控制卡，包括与主机通信的接口模块、DSP系统、FPGA系统及I /0接口电路;其特征在于:所述DSP系统包括DSP控制芯片、Flash存储器、片外SRAM电路、电源电路、实时时钟电路;所述DSP控制芯片分别与Flash存储器、片外SRAM电路、电源电路、实时时钟电路相连接;所述FPGA系统包括FPGA芯片、差分整形模块、脉冲输出模块、继电器输出模块、光隔离输入模块、光隔离输出模块、PWM输出模块、积分电路模块及模拟信号输出模块;所述接口模块分别与所述FPGA芯片、差分整形模块、脉冲输出模块、继电器输出模块相连接;所述光隔尚输入模块、光隔尚输出模块、PWM输出模块、积分电路模块分别与所述DSP系统相连接;所述模拟信号输出模块与积分电路模块相连接;所述接口模块内设有PCI接口芯片；
[0008]进一步改进，FPGA芯片内部设有编码反馈模块、数据接口模块、脉冲发生模块;所述数据接口模块分别与接口模块、DSP系统相连接;所述编码反馈模块与所述差分整形模块相连接;所述脉冲发生模块与脉冲输出模块相连接；
[0009]进一步改进，所述PCI接口芯片的型号为PCI9052;
[0010]进一步改进，所述差分整形模块还接外部编码器；
[0011]与现有技术相比，采用上述方案，本实用新型的有益效果是:本实用新型采用DSP+PGFA的方式进行多轴控制，利用DSP芯片作为主控芯片，完成各模块之间的信号传送、处理及输出工作;利用PFGA完成各种硬件控制功能，同时在电路中增加光隔离输入模块、光隔离输出模块实现抗干扰的能力，有效地避免各器件之间的信号干扰，提高系统控制的精度。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型的电路结构不意图；
[0014]图3是本实用新型中DSP系统的结构示意图；
[0015]图4是本实用新型中的DSP系统中的电源电路结构示意图；
[0016]图5是本实用新型中的DSP系统中的片外SRAM电路结构示意图；
[0017]图6是本实用新型中DSP主控制器电路结构示意图；
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0019]如图1、图2所示，一种多轴运动控制卡，包括与主机通信的接口模块、DSP系统、FPGA系统及I/O接口电路；
[0020]1、所述DSP系统
[0021]如图3所示，所述DSP系统包括DSP控制芯片、Flash存储器、片外SRAM电路、电源电路、实时时钟电路;所述DSP控制芯片、分别与FI a sh存储器、片外SRAM电路、电源电路、实时时钟电路相连接；
[0022]优选的，所述DSP控制芯片的型号为TMS320F2812;之所以选用这款芯片，主要是为了适应多轴运动控制系统的实时性高、处理数据量大以及与各模块之间的协调控制；
[0023]I)、电源电路:
[0024]其具体的电路结构如图4所示；
[0025]TMS320F2812芯片采用双重电源供电机制，减低了芯片的功耗，同时又为DSP芯片和外设之间的接口提供了方便；
[0026]TMS320F2812正常工作需要三种电源:(1)、DSP芯片内核1.8V电源，主要用来为器件的内部逻辑电路提供电压支持，主要包括时钟电路、CPU以及片内外设；(2) I/0 口 3.3V电源，DSP芯片的外部接口电路采用3.3V电压供电；(3 )、模拟电路1.8V电源，此电源是专门为DSP芯片中的ADC模块中的模拟电路提供电源；
[0027]DSP芯片的外部电源采用5V电源，在外部供电源电路中，我们选用TI公司的电源专用芯片TPS767D318为DSP芯片提供电源，且在电路中增加了磁珠构成无源滤波电路，磁珠在高频时阻抗很高，在低频时阻抗很低，这样做的目的就是为了吸收静电脉冲、滤除数字电路噪声、抑制电源线、信号线上的高频噪声和尖峰干扰;这种方式结构简单，且能满足电路性能要求；
[0028]4)、实时时钟电路
[0029]运动控制系统需要内部的定时系统，用以实时记录机床的信息，并且能够向外界提供带有时间信息的数据，为日后数据的分析和提取提供了方便;在本实用新型中，所采用的TMS320F2812不具备内部的RTC功能，为了使数控系统的功能更加完整，在设计过程中通过RTC芯片为其扩展了RTC功能；
[0030]实时时钟(RTC)是一个由晶体振荡器控制精度，向系统提供BCD码表示的时间、日期信息以及存储功能的集成电路;常用作数字系统的时钟信号源和参数存储电路；
[0031]在本电路中，所选用的时钟芯片为Dallas公司生产的DS1501实时时钟芯片，该芯片具有体积小、功耗低、及时准确的特点；由于实时时钟的精度和晶体振荡器的频率有很大关系，我们采用32.768KHZ的晶振作为外部时钟源，之所以选择32768是因为它是2的15次方，很容易通过分频实现Is的计时，DS1501具有以下功能和特点:(I)