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          基于CYGNAL單片機(jī)和FPGA的舞臺(tái)吊桿控制器的設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2009-08-06 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

           在舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備中,吊桿起著重要的傷腦筋。在大型的影劇院,一場(chǎng)演出往往需要調(diào)動(dòng)大量的舞臺(tái)背景,有時(shí)要控制多達(dá)64路的吊桿同時(shí)動(dòng)作。操作人員要在現(xiàn)場(chǎng)不斷變換舞臺(tái)背景,控制室人員要不斷地和現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行協(xié)調(diào),這給舞臺(tái)控制帶來(lái)了很大不便。對(duì)吊桿的集中控制、實(shí)時(shí)響應(yīng)來(lái)自多路的請(qǐng)求及吊桿位置的精確定位是設(shè)計(jì)中要解決的三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。目前的舞臺(tái)控制系統(tǒng)大都通過(guò)采用光電編碼盤(pán)產(chǎn)生脈沖信號(hào)的方式來(lái)獲取吊桿的移動(dòng)距離,并直接用進(jìn)行計(jì)數(shù)和控制。這種方法在響應(yīng)多路請(qǐng)求時(shí),往往會(huì)因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/單片機(jī)">單片機(jī)任務(wù)繁重而造成計(jì)數(shù)脈沖丟失,引起測(cè)量誤差。綜上所述,本文提出了用設(shè)計(jì)舞臺(tái)吊桿的方法。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/191970.htm

            1 舞臺(tái)吊桿控制系統(tǒng)的組成及工作原理

            舞臺(tái)吊桿控制系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程控制端(PC機(jī))、舞臺(tái)吊桿、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、LCD顯示器等組成,如圖1所示。

          基于CYGNAL單片機(jī)和FPGA的舞臺(tái)吊桿控制器的設(shè)計(jì)

            系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)程控制端作為管理機(jī),負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,通過(guò)局域網(wǎng)使用UDP/IP協(xié)議發(fā)送控制指令并采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù);舞臺(tái)吊桿作為終端,接收遠(yuǎn)程控制端送來(lái)的指令,并根據(jù)接收到的控制命令控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作,采集到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)后把數(shù)據(jù)以UDP格式打包送給遠(yuǎn)程控制端,以便 遠(yuǎn)程控制端實(shí)時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。同時(shí)為使現(xiàn)場(chǎng)能夠觀察到單個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況。還把這些數(shù)據(jù)通過(guò)串口送給現(xiàn)場(chǎng)LCD顯示器。

            2 舞臺(tái)吊桿控制器的硬件設(shè)計(jì)

            在整個(gè)控制系統(tǒng)中,舞臺(tái)吊桿控制器是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,它的功能有兩個(gè):其一,接收與發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包,解析數(shù)據(jù)包并轉(zhuǎn)化成控制器能夠識(shí)別的格式。其二,接收控制器送來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)信息。

            2.1 舞臺(tái)吊桿控制器的硬件組成及工作原理

            舞臺(tái)吊桿控制器主要由C8051F020單片機(jī)、FPGA控制器、LCD顯示器、E2PROM存儲(chǔ)器、RTL8019網(wǎng)卡芯片和JTAG程序下載及調(diào)度接口等組成。其硬件組成框圖如圖2所示。

          基于CYGNAL單片機(jī)和FPGA的舞臺(tái)吊桿控制器的設(shè)計(jì)

            工作原理如下:C8051F020單片機(jī)通過(guò)RTL8019網(wǎng)卡芯片接收遠(yuǎn)程控制端送來(lái)的UDP格式的控制命令數(shù)據(jù)包,從該控制命令數(shù)據(jù)包解析出控制指令,傳輸給FPGA控制器。FPGA控制器根據(jù)控制指令控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作,并且把相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)返回給單片機(jī)。單片機(jī)把這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)存入E2PROM中作為備份數(shù)據(jù),同時(shí)送給LCD顯示器,并打成UDP數(shù)據(jù)包通過(guò)網(wǎng)卡芯片發(fā)送給遠(yuǎn)程控制端。下面主要介紹單片機(jī)控制系統(tǒng)和FPGA控制器的設(shè)計(jì)。


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          關(guān)鍵詞: CYGNAL FPGA 單片機(jī) 控制器

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