一種asic平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種ASIC (Applicat1n SpecificIntegrated Circuits,專(zhuān)用集成電路)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床或其它多軸系的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，多軸運(yùn)動(dòng)控制器是核心部分，近年來(lái)越來(lái)越多力量投入到多軸運(yùn)動(dòng)器的研究中，在市場(chǎng)上也出現(xiàn)了接口不一、性能各異的同類(lèi)產(chǎn)品。隨著機(jī)電設(shè)備智能化的發(fā)展，其控制系統(tǒng)機(jī)載化、小型化成為一種必然的趨勢(shì)。
[0003]工控主機(jī)是工控行業(yè)常見(jiàn)的控制平臺(tái)，以其優(yōu)秀的擴(kuò)展性、豐富的軟件、以及通用性占領(lǐng)了工控行業(yè)主機(jī)設(shè)備的大半市場(chǎng)?，F(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備也有很多是PC1、PC-104、ISA總線擴(kuò)展到工控主機(jī)的?，F(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)控制卡，大部分都是簡(jiǎn)單的將電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)、I/O端口信號(hào)等數(shù)字信號(hào)通過(guò)端子直接引出來(lái)，導(dǎo)致系統(tǒng)電氣性能差、布線凌亂，使得系統(tǒng)可靠性不高、可維護(hù)性較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述系統(tǒng)可靠性不高、系統(tǒng)可維護(hù)性較差的缺陷，提供一種系統(tǒng)可靠性較高、系統(tǒng)可維護(hù)性較好的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括運(yùn)動(dòng)控制卡、上位機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，所述電機(jī)上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述運(yùn)動(dòng)控制卡包括PCI橋接芯片和運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片，所述上位機(jī)通過(guò)所述PCI橋接芯片將運(yùn)動(dòng)控制指令發(fā)送到所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片，所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片接收所述運(yùn)動(dòng)控制指令，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號(hào)下發(fā)給所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器收到所述控制信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)，所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號(hào)獲取所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和位置。
[0006]在本實(shí)用新型所述的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，所述PCI橋接芯片通過(guò)PCI總線與所述上位機(jī)連接。
[0007]在本實(shí)用新型所述的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)fe制系統(tǒng)中，所述運(yùn)動(dòng)fe制卡還包括ARM 制器，所述ARM控制器與所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片連接、用于對(duì)I/O端口進(jìn)行管理并通過(guò)CAN總線調(diào)制解調(diào)所述I/O端口的狀態(tài)。
[0008]在本實(shí)用新型所述的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括單端轉(zhuǎn)差分模塊、差分轉(zhuǎn)單端模塊和SCSI輸入輸出端子，所述單端轉(zhuǎn)差分模塊分別與所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片和SCSI輸入輸出端子連接、用于將所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片輸出的脈沖信號(hào)傳送到所述SCSI輸入輸出端子，所述差分轉(zhuǎn)單端模塊分別與所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片和SCSI輸入輸出端子連接、用于將所述SCSI輸入輸出端子輸入的脈沖信號(hào)傳送到所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片。
[0009]在本實(shí)用新型所述的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)fe制系統(tǒng)中，所述ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)fe制系統(tǒng)還包括CAN總線器，所述CAN總線器通過(guò)CAN總線分別與所述ARM控制器和SCSI輸入輸出端子連接。
[0010]在本實(shí)用新型所述的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)fe制系統(tǒng)中，所述ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)fe制系統(tǒng)還包括EEPR0M，所述ARM控制器通過(guò)I2C總線分別與所述EEPROM和PCI橋接芯片連接。
[0011]實(shí)施本實(shí)用新型的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有以下有益效果:由于使用運(yùn)動(dòng)控制卡，運(yùn)動(dòng)控制卡包括PCI橋接芯片和運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片，上位機(jī)通過(guò)PCI橋接芯片將運(yùn)動(dòng)控制指令發(fā)送到運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片，運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片接收運(yùn)動(dòng)控制指令，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號(hào)下發(fā)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器收到所述控制信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，這樣通過(guò)PCI橋接芯片主要完成上位機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片之間的通信，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片完成I/O端口及電機(jī)的控制，這樣就不需要將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和I/O端口信號(hào)通過(guò)端子直接引出來(lái)，所以系統(tǒng)可靠性較高、系統(tǒng)可維護(hù)性較好。
【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實(shí)用新型ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0015]在本實(shí)用新型ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)施例中，其ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，該ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)控制卡1、上位機(jī)2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3和電機(jī)4，其中，電機(jī)4上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器(圖中未示出)，運(yùn)動(dòng)控制卡I包括PCI橋接芯片11和運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12，PCI橋接芯片11用于實(shí)現(xiàn)上位機(jī)2與運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12之間的通信，具體的，上位機(jī)2通過(guò)PCI橋接芯片11將運(yùn)動(dòng)控制指令發(fā)送到運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12，運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12接收該運(yùn)動(dòng)控制指令，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號(hào)下發(fā)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)4的控制，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3收到該控制信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)4，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)4的驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號(hào)，可得知電機(jī)4的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度和位置。本實(shí)施例通過(guò)PCI橋接芯片11完成上位機(jī)2與運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12之間的通信，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12完成I/O端口及電機(jī)4的控制，這樣就不需要將電機(jī)4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和I/O端口信號(hào)通過(guò)端子直接引出來(lái)，所以系統(tǒng)可靠性較高、系統(tǒng)可維護(hù)性較好。另外，運(yùn)動(dòng)控制卡I采用全高PCI卡設(shè)計(jì)，易于工控機(jī)安裝。
[0016]本實(shí)施例中，PCI橋接芯片11通過(guò)PCI總線與上位機(jī)2連接，運(yùn)動(dòng)控制卡I還包括ARM控制器13，ARM控制器13與運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12連接、用于對(duì)I/O端口進(jìn)行管理并通過(guò)CAN總線調(diào)制解調(diào)I/O端口的狀態(tài)。
[0017]本實(shí)施例中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3包括單端轉(zhuǎn)差分模塊31、差分轉(zhuǎn)單端模塊32和SCSI輸入輸出端子33，其中，單端轉(zhuǎn)差分模塊31分別與運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12和SCSI輸入輸出端子33連接、用于將運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12輸出的脈沖信號(hào)傳送到SCSI輸入輸出端子33，差分轉(zhuǎn)單端模塊32分別與運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12和SCSI輸入輸出端子33連接、用于將SCSI輸入輸出端子33輸入的脈沖信號(hào)傳送到運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12。運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片12還通過(guò)I/O端口直接與SCSI輸入輸出端子33連接，SCSI輸入輸出端子33還與電機(jī)4連接。這樣，使得該ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)具備較強(qiáng)的電氣性能及隔離干擾的效果。
[0018]本實(shí)施例中，該ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)還包括CAN總線器5，CAN總線器5通過(guò)CAN總線分別與ARM控制器13和SCSI輸入輸出端子33連接。ARM控制器13對(duì)CAN總線上的I/o信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，將輸出信號(hào)恢復(fù)到SCSI輸入輸出端子33，再將輸入信號(hào)讀取并調(diào)制到CAN總線上。
[0019]本實(shí)施例中，ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)還包括EEPR0M6，EEPR0M6用于保存用戶數(shù)據(jù)，ARM控制器13通過(guò)I2C總線分別與EEPR0M6和PCI橋接芯片11連接。
[0020]值得一提的是，在本實(shí)施例的一些情況下，在不考慮成本的情況下，也可以采用485低速總線技術(shù)或者ETHERCAT、PROFIBUS等工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，只是這時(shí)成本較高。
[0021]總之，在本實(shí)施例中，由于采用SCSI輸入輸出端子33，使得該ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)具備較強(qiáng)的電氣性能及隔離干擾的效果；端子接線簡(jiǎn)單易懂，易于維護(hù)；采用運(yùn)動(dòng)控制卡I和輸入/輸出分離的結(jié)構(gòu)，使用CAN總線傳輸I/O信號(hào)，極大的節(jié)省了線材及空間。另外，運(yùn)動(dòng)控制卡I采用全高PCI卡設(shè)計(jì)，易于工控機(jī)安裝。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括運(yùn)動(dòng)控制卡、上位機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，所述電機(jī)上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述運(yùn)動(dòng)控制卡包括PCI橋接芯片和運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片，所述上位機(jī)通過(guò)所述PCI橋接芯片將運(yùn)動(dòng)控制指令發(fā)送到所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片，所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片接收所述運(yùn)動(dòng)控制指令，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號(hào)下發(fā)給所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器收到所述控制信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)，所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號(hào)獲取所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PCI橋接芯片通過(guò)PCI總線與所述上位機(jī)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制卡還包括ARM控制器，所述ARM控制器與所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片連接、用于對(duì)I/O端口進(jìn)行管理并通過(guò)CAN總線調(diào)制解調(diào)所述I/O端口的狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括單端轉(zhuǎn)差分模塊、差分轉(zhuǎn)單端模塊和SCSI輸入輸出端子，所述單端轉(zhuǎn)差分模塊分別與所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片和SCSI輸入輸出端子連接、用于將所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片輸出的脈沖信號(hào)傳送到所述SCSI輸入輸出端子，所述差分轉(zhuǎn)單端模塊分別與所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片和SCSI輸入輸出端子連接、用于將所述SCSI輸入輸出端子輸入的脈沖信號(hào)傳送到所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)還包括CAN總線器，所述CAN總線器通過(guò)CAN總線分別與所述ARM控制器和SCSI輸入輸出端子連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)還包括EEPROM，所述ARM控制器通過(guò)I2C總線分別與所述EEPROM和PCI橋接芯片連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出了一種ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括運(yùn)動(dòng)控制卡、上位機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，所述電機(jī)上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述運(yùn)動(dòng)控制卡包括PCI橋接芯片和運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片，所述上位機(jī)通過(guò)所述PCI橋接芯片將運(yùn)動(dòng)控制指令發(fā)送到所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片，所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片接收所述運(yùn)動(dòng)控制指令，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號(hào)下發(fā)給所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器收到所述控制信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)，所述運(yùn)動(dòng)控制ASIC芯片通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號(hào)獲取所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和位置。實(shí)施本實(shí)用新型的ASIC平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有以下有益效果：系統(tǒng)可靠性較高、系統(tǒng)可維護(hù)性較好。
【IPC分類(lèi)】G05D3/12
【公開(kāi)號(hào)】CN204883384
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520481820
【發(fā)明人】周茂林
【申請(qǐng)人】周茂林
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月2日