一種嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器的實(shí)現(xiàn)

　　軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，程序的總體結(jié)構(gòu)采用以數(shù)據(jù)管理和位置速度控制為主，以I/O端口控制、邏輯控制、插補(bǔ)運(yùn)算等為中斷任務(wù)或子函數(shù)任務(wù)的形式。位置速度控制主要負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控與調(diào)節(jié);I/O端口控制主要負(fù)責(zé)掃描輸入端口、設(shè)置輸出端口等輔助性任務(wù)。

　　DSP控制程序主要由一個(gè)定時(shí)中斷構(gòu)成，主程序啟動(dòng)后，首先完成對(duì)TMS320F2812的初始化及系統(tǒng)的一些基本配置，并處于等待狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)控制功能是在伺服中斷服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)的。主程序和伺服中斷服務(wù)程序基本流程如圖4所示。

　　FPGA主要完成運(yùn)動(dòng)控制器的精插補(bǔ)功能，采用數(shù)字積分法進(jìn)行插補(bǔ)。把數(shù)字積分法分為3個(gè)狀態(tài)：

　　(1)狀態(tài)WAIT，等待插補(bǔ)信號(hào);

　　(2)狀態(tài)L1，判斷總的脈沖數(shù);

　　(3)狀態(tài)L2，積分累加器累加一次，如有溢出，相應(yīng)的輸出脈沖為高電平，剩余累加次數(shù)減1。

　　數(shù)字積分法的有限狀態(tài)機(jī)如圖5所示。

　　觸發(fā)條件T1：沒(méi)有啟動(dòng)信號(hào)，下一狀態(tài)為WAIT，無(wú)操作;

　　觸發(fā)條件T2：有啟動(dòng)信號(hào)，下一狀態(tài)為L(zhǎng)1，操作為初始化各寄存器，置忙信號(hào);

　　觸發(fā)條件T3：剩余累加次數(shù)大于0，下一狀態(tài)為L(zhǎng)2，操作為各軸輸出脈沖為低電平;

　　觸發(fā)條件T4：剩余累加次數(shù)為0，下一狀態(tài)為WAIT，操作為各軸輸出脈沖為低電平，清忙標(biāo)志;

　　無(wú)觸發(fā)條件：下一狀態(tài)為L(zhǎng)1。

　　具體實(shí)現(xiàn)方法為：時(shí)序電路產(chǎn)生的插補(bǔ)脈沖作為此模塊的累加脈沖，每累加1次，剩余累加次數(shù)減1。當(dāng)剩余累加次數(shù)為0時(shí)，此次插補(bǔ)過(guò)程結(jié)束。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　該運(yùn)動(dòng)控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以模塊化和易于擴(kuò)展，這樣可以滿足用戶的各種需求。在軟件部分中，采用有限狀態(tài)機(jī)的插補(bǔ)方法，在插補(bǔ)速度處理環(huán)節(jié)做了優(yōu)化，使脈沖輸出更加穩(wěn)定。