基于DSP和FPGA的四轴运动控制卡的研究与开发

运动控制卡设计步骤

运动控制卡开发四步曲 1使用黑金开发板实现脉冲控制的运动控制卡 运动控制器第一步：实现简单脉冲控制系统 方式、 占空比 可编程 脉冲输 出 1.1使用Quartus II软件建立SOPC工程，按照上图建立添加所需CPU及外设。 1.2使用Nios II建立UC-OS-II工程。 1.3在UC-OS-II中建立一个任务，用于收发以太网数据，跟上位机通讯。 1.4在Quartus II中加入编码器解析模块，将来自编码器的AB信号转化成位置和速度，并支持总线读写，最高编码器脉冲频率20M。 1.5在Quartus II中加入脉冲输出模块，实现CPU发出的脉冲速度和脉冲数，最高输出脉冲频率8M。 1.6在Nios II中规划速度曲线，周期200us输出一个脉冲速度。 1.7连接驱动器和电机进行调试。 1.8加入缓冲控制。 1.9加入高速捕获功能。 1.10加入回零功能。

2使用DSP开发板+黑金开发板实现脉冲控制的运动控制卡 运动控制器第二步：DSP+FPGA脉冲控制系统 方式、 占空比 可编程 脉冲输 出 电压保护 2.1在第一步的系统中，增加与DSP通信的模块。 2.2Nios II中接收到上位运动指令之后，发出中断信号给DSP，DSP读取运动数据。 2.3DSP读取位置信号，规划出速度曲线输出到FPGA输出脉冲。 3. 连接驱动器和电机进行调试。 3使用DSP开发板+黑金开发板实现速度控制的运动控制卡

运动控制器第三步：DSP+FPGA 速度控制系统 8路模 拟量输出 3.1在第二步的基础上，在DSP 中增加位置环调节算法，输出速度曲线到FPGA ，FPGA 控制DA 输出模拟量。 3.2连接驱动器和电机进行调试。 4实现速度控+脉冲制的运动控制卡 电压保护 运动控制器第四步：DSP+FPGA 速度控制运动控制器 8路模 拟量输出 16方式、占空比可编程脉冲输出 线驱动器

运动控制卡概述

运动控制卡概述 ? ?主要特点 ?SMC6400B独立工作型高级4轴运动控制器 功能介绍: 高性能的独立工作型运动控制器以32位RISC为核心，控制4轴步进电机、伺服电机完成各种功能强大的单轴、多轴运动，可脱离PC机独立工作。 ●G代码编程 采用ISO国标标准G代码编程，易学易用。既可以在文本显示器、触摸屏上直接编写G代码，也可以在PC机上编程，然后通过USB通讯口或U盘下载至控制器。 ●示教编程 可以通过文本显示器、触摸屏进行轨迹示教，编写简单的轨迹控制程序，不需要学习任何编程语言。 ●USB通讯口和U盘接口 支持USB1.1全速通讯接口及U盘接口。可以通过USB接口从PC机下载用户程序、设置系统参数，也可用U盘拷贝程序。

●程序存储功能 程序存储器容量达32M，G代码程序最长可达5000行。 ●直线、圆弧插补及连续插补功能 具有任意2-4轴高速直线插补功能、任意2轴圆弧插补功能、连续插补功能。应用场合: 电子产品自动化加工、装配、测试 半导体、LCD自动加工、检测 激光切割、雕铣、打标设备 机器视觉及测量自动化 生物医学取样和处理设备 工业机器人 专用数控机床 特点: ■不需要PC机就可以独立工作 ■不需要学习VB、VC语言就可以编程 ■32位CPU, 60MHz, Rev1.0 ■脉冲输出速度最大达8MHz ■脉冲输出可选择: 脉冲/方向, 双脉冲 ■2-4轴直线插补 ■2轴圆弧插补 ■多轴连续插补 ■2种回零方式 ■梯型和S型速度曲线可编程

■多轴同步启动/停止 ■每轴提供限位、回零信号 ■每轴提供标准伺服电机控制信号 ■通用16位数字输入信号，有光电隔离 ■通用24位数字输出信号 ■提供文本显示器、触摸屏接口 技术规格: 运动控制参数 运动控制I/O 接口信号 通用数字 I/O 通用数字输入口 通用数字输出口 28路，光电隔离 28路，光电隔离，集电极开路输出 通讯接口协议

维宏维鸿四轴真四轴联动雕刻机运动控制卡说明书word版本

1.1维鸿系统的安装 在安装新的维鸿前，请删除旧版本的维鸿。删除的方法请参考程序卸载一节。维鸿系统包括软件和运动控制卡两部分。所以，系统的安装也分为两个阶段：软件安装和运动控制卡的安装。 总体上，请您在安装完软件之后再安装运动控制卡，这样运动控制卡的驱动 程序就不需要单独安装。所以简单以说，可以分为这样几个步骤： (1)安装维鸿软件，待安装程序提示关闭计算机后，关闭计算机。 (2)关闭计算机后，安装运动控制卡。 (3)重新启动计算机，进入Windows操作系统后，略微等待一会，待Windows 自动完 成配置，整个安装工作就算完成了。 (4)运行维鸿系统。 下面详细介绍其中的关键步骤。 维鸿软件安装 请按照下面的步骤安装软件： (1)打开计算机电源，启动计算机，系统自动运行进入Windows操作系统。 如果你还没有安装Windows操作系统，请首先安装该操作系统。 (2)Windows操作系统启动后，注意请关闭其他正在运行的程序。 (3)解压维鸿V2.0免安装包，打开里面的dotNetFrameWork文件夹，安装 dotNetFx40_Full_x86_x64.exe (4)打开维鸿V2.0文件夹，右键创建桌面快捷方式

(5)双击打开桌面快捷键方式，运行维鸿。 NcStuHio.... 维鸿软件驱动安装 USB 设备驱动支持XP 、win7或win8等32位操作系统，任何一个小的错误 都有可能安装驱动失败。 1. 将USB 数据线连接到电脑任意 USB 接口，若出现新硬件向导信息提示 中选“是，仅这一次(I ) ”选项，点击“下一步”。在出现新硬件向导信息提示 中选“从列表或指定位置安装(高级)”选项，点击“下一步”。 X Nc^tudi^.exe 二 NcStudia.txe.config 话 ” Ncituclio.ini ,INcstudi? 」Ncitudisoooooao 込 Noiijdll Ncuixllljcorifiig O public.dat X WHDJcc 空 2y U S B Ds vAtkr .d 11 2015-S^I 14:21 创建日! S9J KB 36D 云盘 嵯(H) WifilVlerge 康用360im 占用 梔用3讯動删住 隹角北0时本旦云査棗 梅用何勰右歸理 口上传到百度云 雄到任务栏(K) 附刹［幵冏菓鱼(U) 瓯以前旳龄S 盘送對㈣ 蛊切⑴ 复制(0 IW) 创建快捷方式(S) 892 KE Figurdti... 1 KB 1 KB 73 KB 2 KG 4展 1,243 KB Team Viewer 辫 传惑初 Q 压宿izi p p E d)艾彳牟宝 邮件阳牛人 ■ ,DVD RW 3動髓 ?

运动控制卡应用编程技巧

运动控制卡应用编程技巧 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 关于源代码的阅读，需要读者有一定的C++编程基础，至少对以下表示形式不会产生误解：const char *pString; //指定pString邦定的数据不能被修改 char * const pString; //指定pString的地址不能被修改 const char * const pString; //含上面两种指定功能 当然，随便提醒一下，这些源代码若需要加入你的软件工程当中，还需要作一些调整和修改，因此，这些源代码实质上称为伪代码也可以，之所以展现它们，是让程序员们有个可视化的快感，特别是那些认为源代码就是一切的程序员。 同时，为了提高针对性，大部分控制卡调用的函数会明确指出是邦定哪些卡的，实际应用时，程序员可自行选择，以体现一下自己的智商是可以写写软件的。 一、控制卡类的单一实例实现 把控制卡类作一个类来处理，几乎所有C++程序员都为举双手表示赞同，故第一个什么都没有的伪代码就此产生，如下表现： class CCtrlCard { public:

…Function public: …attrib } 于是，用这个CctrlCard可以产生n多个控制卡实例，只要内存足够。然而，针对现实世界，情况并不那么美好。通常情况下，PC机内只插同种类型的控制卡1到2张，在通过调用d1000_board_init或d3000_board_init函数时，它们会负责返回有效卡数nCards，然后从0-nCards*4 - 1自行按排好轴数。初始化函数就是C++的new或malloc的操作，取得系统的资源，但是控制卡的资源与内存不一样，取得资源后必需要释放才可以再次获取，即控制卡资源是唯一的。 既然控制卡资源是唯一的，那么最好Cctrlcard产生的实例也是唯一的，这样，我们可以方便的需要定义一个全局变量即可: CctrlCard g_Dmcard; 在其它需要调用的地方，进行外部呼叫： extern CctrlCard g_DmcCard; 以上方法实在太简单了，很多人都会开心起来。实质上，方法还有很多，即然可以产生n 多对实例，我们的核心是只要保证调用board_init函数一次即可，故也可以单独定义一个InitBoard函数： class CctrlCard {

运动控制卡C程序示例

2. VC 编程示例 2.1 准备工作 (1) 新建一个项目,保存为“ VCExample.dsw ”； (2) 根据前面讲述的方法,将静态库“ 8840.lib ”加载到项目中； 2.2 运动控制模块 (1) 在项目中添加一个新类,头文件保存为“ CtrlCard.h ”,源文件保存为“ CtrlCard.cpp ”； (2) 在运动控制模块中首先自定义运动控制卡初始化函数,对需要封装到初始化函数中的库函数进行初始化； (3) 继续自定义相关的运动控制函数, 如：速度设定函数,单轴运动函数,差补运动函数等； (4) 头文件“ CtrlCard.h ”代码如下： # ifndef __ADT8840__CARD__ # define __ADT8840__CARD__ 运动控制模块 为了简单、方便、快捷地开发出通用性好、可扩展性强、维护方便的应用系统,我们在控制卡函数库的 基础上将所有库函数进行了分类封装。下面的示例使用一块运动控制卡 ****************************************************** #define MAXAXIS 4 //最大轴数 class CCtrlCard { public: int Setup_HardStop(int value, int logic); int Setup_Stop1Mode(int axis, int value, int logic); (设置stop1 信号方式) int Setup_Stop0Mode(int axis, int value, int logic); (设置stop0 信号方式) int Setup_LimitMode(int axis, int value1, int value2, int logic); (设置限位信号方式) int Setup_PulseMode(int axis, int value); (设置脉冲输出方式) int Setup_Pos(int axis, long pos, int mode); (设置位置计数器) int Write_Output(int number, int value); (输出单点函数) int Read_Input(int number, int &value); (读入点) int Get_CurrentInf(int axis, long &LogPos, long &ActPos, long &Speed); (获取运动信息) int Get_Status(int axis, int &value, int mode); (获取轴的驱动状态) int StopRun(int axis, int mode); (停止轴驱动) int Interp_Move4(long value1, long value2, long value3, long value4); (四轴差补函数) int Interp_Move3(int axis1, int axis2, int axis3, long value1, long value2, long value3); (三轴差补函数) int Interp_Move2(int axis1, int axis2, long value1, long value2); (双轴差补函数) int Axis_Pmove(int axis ,long value); (单轴驱动函数) int Axis_Cmove(int axis ,long value); (单轴连续驱动函数) int Setup_Speed(int axis ,long startv ,long speed ,long add ); (设置速度模块) int Init_Board(int dec_num); (函数初始化) (设置速度模块) CCtrlCard(); (定义了一个同名的无参数的构造函数) int Result; // 返回值 }; #endif

使用mach3 usb插补控制卡

安装培训教程 声明： 本雕刻机作为网络交流的个人作品，成品及半成品及套件并非严格意义上的商品，使用者需具备相关知识，凡是涉及机械、电子、计算机的设备都有可能因使用不当或病毒、与其它软件兼容原因等造成故障，此故障可能造成一定的危险及经济损失，本人不对直接及间接损失承担相应责任。 有关软件版权： 本机器所涉及的相关软件均来自互联网，原作者享有版权，作为学习了解之用请及时删除并购买授权软件，使用没有授权的软件造成一切损失及法律问题由使用者自行承担。 有关培训范围： 本人只对CNC雕刻机承担相应的责任，货款只是设备本身的价格未包含任何软件及软件培训费用，货到后用户在手册指导或通过网络在作者指导下设备调试成功即确认作者的 工作完成，本设备使用过程中所涉及到的所有软件不在作者的培训责任之内，作者只能给予适当指导及在自己能力之内给予答疑解惑。 网络时代请广大玩家尽量利用网络工具求助交流．

设备及软件的安装及设置 警告： 数控雕刻机是依靠相关软件控制工作的，设备上的一些安全触发装置也是依靠正确的软件设置才能正常运行，在没有完全确认设置正确的情况下冒然装刀试机可能都设备造成永 久的损伤！ 本设备采用计算机USB2.0接口和PC连接，控制软件MACH3通过端口控制雕刻机各轴按照指令运行。WINDOWS请用2000以上版本，其他版本可能出问题。 警告：控制用的PC应该是台专用的，使用时请断开网络，关闭杀毒软件，运行MACH3时请不要同时运行其他软件。本人并不建议用笔记本电脑控制本设备，如果一定要用请查看笔记本电脑的手册，关掉有关电源管理等相关功能！ 一、控制软件MACH3的安装 警告：在软件的安装及设置过程中请不要开启雕刻机电源以免产生误动作发成意外！ 1、在随机光盘“MACH3 2.63”目录中打开文件夹“MACH3” 2、运行“MACH3 R2.63.EXE”开始安装，全部默认点击“NEXT”直到安装完成 3、为了简化您的设置过程，安装完成后可以删除整个目录整个拷贝MACH3并将光盘内的目录，MACH3． 到C盘根目录下。

nMotion运动控制卡使用手册2.0

nMotion运动控制卡使用手册 nMotion控制卡特点: 支持Mach3所有版本,包括目前最新版本. 支持所有Windows版本,包括Windows8 USB无需驱动,所有Windows版本即插即用,支持热插。 USB总线采用高档芯片磁耦隔离,真正有价值的隔离,不同于一般控制卡的光耦隔离输入输出,做到了超可靠性,绝对保证电脑USB的安全。同时保证的超强的EMC抗干扰能力。 单芯片，系统更精减，比一般的又芯片处理方式稳定性高出不知多少倍。 双核超高速CPU（单核最高主频204MHz）,运算处理能力有极大冗余。并保证实现4轴联动下500KHz的脉冲输出频率，6轴联动的脉冲输出频率最高达300KHz，可接伺服/步进。 运动控制缓冲大小可设，保证最快插补周期也能稳定运行，电脑运行负荷过重时也能平稳运行。 拥有16路输入口，输入接口更简单，端口干湿接点均可，接线更为简单，干接点方法只要外部接一个物理开关到地线即可，所有16路输入口都有信号指示，为低电平时指示灯亮，调试简单明了。 拥有8路输出口，单路输出驱动能力500mA,可直接驱动直流继电器 PWM调速输出端口，可设PWM频率，0~1000连续可调 拥有测速功能，主轴实际转速在Mach3界面中实时显示，测量精准稳定。 电路板由工程师精心打造，设计水平一目了然。 带有256字节NVRAM空间，可保存6个轴的座标值，下次上电无需找零点。

目录 nMotion运动控制卡使用手册 (1) nMotion控制卡特点: (1) 目录 (2) 外观及安装孔机械尺寸： (5) 1 Mach3的软件安装 (6) 1.1安装准备 (6) 1.2 USB电缆的准备 (6) 1.3运动控制卡的软件安装 (7) 2 Mach3的软件配置 (8) 3.运动控制卡的硬件安装 (11) 3.15轴输出信号 (11) 3.2 16个输入端子（Input Port）引脚位置图 (12) 3.3 8路控制输出端子引脚位置图： (13) 4. 引脚功能描述 (14) 4.1 5轴输出端子（Axis Output Port ）引脚功能描述 (14) 4.2 16 个输入端子（Input Port）引脚功能描述 (14) 4.3 输出端子（Out Port）引脚功能描述： (15) 5 USB运动控制卡的接线图 (16) 5.1 X、Y、Z、A、B轴输出 (16) 5.2 输入端口 (18) 5.3 各类规格传感器的接线和配置方法 (19) 5.4 输出端口 (20) 6 外部倍率旋钮 (21) 7 主轴调速PWM模拟量输出 (23) 7.2 主轴调速模拟输出接口原理图 (26) 7.3 主轴输出接线图（通用变频器的接线图） (27) 8 主轴测速 (27) 8.1 nmotion控制卡配置对话框 (27) 8.2 主轴转速显示 (28)

四轴控制器使用说明书

四轴控制器使用说明书

目录 版权申明 .................................................................................................... 错误!未定义书签。第一章概述 .. (5) 1.1 产品简介 (4) 1.2应用领域 (4) 1.3图片展示 (4) 第二章PCB结构及功能 (6) 2.1 MCU简述 (5) 2.2 PCD4641简述 (6) 2.2.1PCD4641概要 (6) 2.2.2特长 (6) 2.2.3主要功能介绍 (6) 2.3 MCU控制芯片方式说明 (8) 2.4 调试接口接线线序说明 (10) 2.5 BOOT接头说明 (11) 2.6启动开关 (11) 2.7电气接口 (12) 2.7.1驱动器接头 (12) 2.7.2运动反馈信号接头 (14) 2.7.3励磁时序信号和通用IO口接头 (13) 第三章FSMC简介及接线说明 (15) 3.1 FSMC简述 (15) 3.1.1 FSMC概要 (15) 3.1.2 FSMC映射地址空间 (17) 3.1.3 技术优势 (16) 3.2 MCU访问PCD4641线序说明 (17) 第四章MCU使用FSMC访问PCD4641的具体实现 (18) 4.1 PCD4641A并行接口方法 (20) 4.2 命令 (19) 4.2.1 启动方式命令 (19) 4.2.2 控制方式命令 (20)

4.2.3 寄存器选择命令 (23) 4.2.4 输出模式命令 (24) 4.2.5状态寄存器 (26) 4.3 具体的C语言实现 (24) 第五章上位机通信 (28) 5.1 上位机与四轴控制器的硬件连接 (28) 5.2 上位机与四轴控制器的通信连接 (29) 5.3 如何控制四轴控制器 (30) 第六章四轴控制器开发环境使用说明 (36) 6.1 与PCB板的硬件连接 (36) 6.2 驱动的安装 (32) 6.3 IAR开发环境的安装 (34) 6.4 IDE相关设置 (35) 6.5 程序的开发设计 (42) 第七章下载程序 (43) 7.1 用USB串口线连接四轴控制器 (39) 7.2 下载程序 (44) 第八章使用安全注意事项 (43)

伺服-运动控制卡的工作原理及其应用

伺服-运动控制卡的工作原理及其应用 作者：深圳众为兴数控 运动控制卡通常是采用专业的运动控制芯片或高速DSP 来满足一系列运动控制需求的控制单元，其可通过PCI 、PC104等总线接口安装到PC 和工业PC 上，可与步进和伺服驱动器连接，驱动步进和伺服电机完成各种运动(单轴运动、多轴联动、多轴插补等)，接收各种输入信号(限位原点信号，sensor)，可输出控制继电器、电磁阀、气缸等元件。用户可使用VC 、VB 等开发工具，调用运动控制卡函数库，快速开发出软件。 以一个通用的XYZ 三轴通用控制平台开发为例，此平台加上胶枪、刀具等模块后可用于点胶、切割等用途，运动控制卡采用深圳众为兴数控开发的ADT8940A1，ADT8940A1运动控制卡是一款经济实用型运动控制卡，4轴伺服/步进电机控制，最大脉冲输出频率为2MHz ，每轴均有位置反馈输入；可实现2-4轴直线插补，可实现XYZ 三轴插补，进行整体配合动作；带有40路隔离数字输入，16路隔离数字输出，可控制胶枪、刀具等模块；具有外部信号驱动、硬件缓存等功能，能满足绝大部分的4轴以下工作平台的运动控制需求。

ADT8940A1能驱动绝大多数的伺服驱动器。ADT8940A1运动控制卡采用脉冲的方式驱动伺服，脉冲数量决定伺服电机的转动圈数，脉冲频率决定伺服电机的转动速度，同时ADT8940A1卡能够将伺服电机的位置实时反馈给控制系统软件。可将伺服报警、伺服到位等信号接入ADT8940A1卡，实时反馈伺服状态。用输出可实现伺服的伺服使能和伺服报警清除等功能。我们XYZ轴采用丝杠传动方式的话，XY假如选用5mm间距的丝杠，将伺服的每转脉冲设置为10000,ADT8940A1控制卡控制精度为1个脉冲，机械的精度将可以达到 5mm/10000=0.0005mm；ADT8940A1控制卡的速度可达2000000脉冲/秒，伺服电机的转速可以高达12000转/分钟，XY轴的速度可达1000mm/s。为了使机械运行更平稳，运用ADT8940A1的硬件加减速功能，能在很短时间内从低速加速到高速，同时也在运动中改变速度，实现速度灵活控制，设置也很简单，只需用运动控制函数库中的 set_startv设置低速，set_speed设置高速，set_acc设置加速度即可

RNR精简型USB运动控制卡使用说明

RNR精简型USB运动控制卡 MACH3专用版 V2.0 安装使用说明书 RNR RobotTech, 2010

目录 功能概览 (5) 外观及尺寸 (7) 接口示意图 (7) 安装尺寸图 (8) 初次使用 (8) 脉冲输出 (11) 连接（步进/伺服）电机驱动器 (11) 差分方式 (11) 单端方式 (12) 从属轴设置 (13) 其他说明 (14) 信号输入 (15) 输入信号的接线 (16) 急停按钮 (18) 限位开关 (19) 自动回原点 (21) 从属轴的自动回原点 (25) 自动对刀 (25) 自动刀具清零 (28) 自动寻边 (29)

寻中心 (31) 手轮接口 (32) 手轮接线 (33) Mach3的手轮设置 (34) 手轮接口作为扩展的信号输入 (36) 信号输出 (39) 信号输出的接线 (39) 主轴电机控制 (40) 继电器方式 (41) PWM方式 (42) 其他信号输出 (45)

警告： 由运动控制卡控制的机械设备，具有极强的专业性。对操作人员的知识及素质有特殊要求。若设备设计或使用不当，自动设备会具有一定的危险性和破坏性，请确保设计和使用的安全以及遵守相关法规法则，如果不确定，请咨询相关专家而不要冒险。 首次使用者、对本产品或Mach3软件性能不熟悉者，在试验本产品时，请确保机械设备的电源开关在手边并能迅速切断电源。 强烈建议使用者安装急停按钮并保证按钮功能正常。 本公司以"如其所示"的方式提供其产品和服务，对使用本公司产品造成的任何直接/间接人身伤害和财产损失不承担责任。

功能概览 RNR精简型USB运动控制卡专用于Mach3软件。其功能及特点如下: ●支持最多4轴联动控制。其中第4轴可以设为从动轴 ●输出脉冲100K，采用最小误差插补算法，加工精度高 ●USB接口，适用任何具有USB接口的上网本，笔记本，台式 机以及平板等PC兼容计算机 ●免驱动设计，能够更好地兼容各种软硬件环境（支持WinXP 及WIN7系统） ●支持自动回原点（回零） ●从动轴在回原点时自动调平 ●支持自动对刀 ●支持急停输入 ●支持限位开关接入 ●支持主轴控制（PWM方式及继电器方式） ●提供4路带光耦隔离数字信号输入 ●最多提供12路数字信号输入 ●提供4路带光耦隔离继电器输出 ●支持手轮接口

DSP+FPGA四轴运动控制器方案与对策

DSP+FPGA四轴运动控制器设计方案 引言 运动控制技术是制造自动化的关键基础，其水平高低是衡量一个工业现代化的重要标志，研究和开发具有开放式结构的运动控制器是当前运动控制领域的一个重要发展方向。设计了一种基于DSP与FPGA的运动控制器。该控制器以DSP和FPGA为核心器件，针对运动控制中的实时控制、高精度等具体问题，规划了DSP的功能扩展，并在FPGA上扩展了功能相互独立的四轴运动控制电路。该电路实现了四路控制信号输出，四路编码信号的接收和处理，以及原点信号，正负限位信号等数字量的接收和处理。具有结构简单、开放性、模块化等特点，能够较好的满足运动控制器的实时性和精确性。 1 系统概述 该四轴运动控制器系统以TI公司C2000系列DSP芯片TMS320F2812和ALTERA公司CycloneⅡ系列FPGA芯片EP2C8F256C6为核心，DSP通过网口接收上位机的控制参数，完成系统位置、速度控制及运动轨迹规划;FPGA完成运动控制器的精确插补功能和外围电路的扩展，系统总体框图如图1所示。 运动控制器的主要功能包括：4路模拟电压输出，电压围为-10～+10V，分辨率为16b;4路脉冲量信号输出;4路脉冲方向信号输出;4路驱动复位信号输出;4路驱动使能信号输出;4路差分编码信号输入;4路驱动报警信号输入;8路正负限位信号输入;4路原点信号输入;16路通用数字量。I/O。 2 DSP模块设计 DSP根据从上位机接收的运动模式和运动参数实时计算规划位置和规划速度，生成所需的速度曲线，实时的输出规划位置。TMS320F2812是TI推出的一款专门用于电机控制的32位定点DSP芯片，采用高性能静态CMOS技术，主频高达150MHz（指令周期6.67ns），低功耗，核心电压为1.8V，I/O电压3.3V，支持JTAG边界扫描，128K×16b的片FLASH。有两个事件管理器（EVA和EVB），它们都是特定的外围设备，为多轴运动控制器而设计的。可通过外部存储器接口XINTF扩展外部存储器。DSP外围模块设计如图2所示。

运动控制卡应用实验---指导书(201309版本)

机械设计制造及其自动化专业实验 ——机电控制实验 运动控制卡应用实验 实验指导书 重庆理工大学 机械工程学院 实践教学及技能培训中心 2014年1月

学生实验守则 1．学生应按照实验教学计划和约定的时间，准时上实验课，不得迟到早退。 2．实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。 3．进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。 4．做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，服从实验教师和技术人员指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。 5．实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。 6．实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。 7．实验完毕，应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。 8．实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间内交指导教师批改。 9．在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、器皿、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。 10．凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按学院有关规定予以赔偿。 重庆理工大学

说明 1.同学可以登录学校的“实验选课系统”（从学校首页登陆：https://www.wendangku.net/doc/b716560090.html,或从数字 校园登录），自己进行实验项目的选择。希望同学们能在每个实验项目开放的时间内尽早进行实验预约（预约时间必须比实验上课时间提前3天），因为学生数量比较多，如果某实验项目开放的时间内同学未能进行实验预约，则错过该实验项目的实验机会，补做就要在该实验项目下一次开放时进行。 2.如有什么问题，同学可以拨打电话62563127联系张君老师。

维宏维鸿四轴真四轴联动雕刻机运动控制卡说明书

维宏维鸿四轴真四轴联动雕刻机运动控制卡说明书 1.1 维鸿系统的安装 在安装新的维鸿前～请删除旧版本的维鸿。删除的方法请参考程序卸载一节。维鸿系统包括软件和运动控制卡两部分。所以～系统的安装也分为两个阶段: 软件安装和运动控制卡的安装。 总体上～请您在安装完软件之后再安装运动控制卡～这样运动控制卡的驱动程序就不需要单独安装。所以简单以说～可以分为这样几个步骤: (1) 安装维鸿软件～待安装程序提示关闭计算机后～关闭计算机。 (2) 关闭计算机后～安装运动控制卡。 (3) 重新启动计算机～进入Windows操作系统后～略微等待一会～待Windows 自动完成配置～整个安装工作就算完成了。 (4) 运行维鸿系统。 下面详细介绍其中的关键步骤。 维鸿软件安装 请按照下面的步骤安装软件: (1) 打开计算机电源～启动计算机～系统自动运行进入Windows操作系统。 如果你还没有安装Windows操作系统～请首先安装该操作系统。 (2) Windows 操作系统启动后～注意请关闭其他正在运行的程序。 (3) 解压维鸿V2.0免安装包,打开里面的dotNetFrameWork文件夹～安装 dotNetFx40_Full_x86_x64.exe (4) 打开维鸿V2.0文件夹～右键创建桌面快 捷方式

(5) 双击打开桌面快捷键方式～运行维鸿。 维鸿软件驱动安装 USB设备驱动支持XP、win7或win8等32位操作系统～任何一个小的错误都有可能安装驱动失败。 1. 将USB数据线连接到电脑任意USB接口～若出现新硬件向导信息提示中选“是～仅这一次,I,”选项～点击“下一步”。在出现新硬件向导信息提示中选“从列表或指定位置安装,高级,”选项～点击“下一步”。 2. 选择“在搜索中包括这个位置,O,”选项～点击“浏览”。

基于VC++的运动控制卡软件系统设计

基于VC++的运动控制卡软件系统设计 在自动控制领域，基于PC和运动控制卡的伺服系统正演绎着一场工业自动化的革命。目前，常用的多轴控制系统主要分为3大块：基于PLC的多轴定位控制系统，基于PC_based的多轴控制系统和基于总线的多轴控制系统。由于PC 机在各种工业现场的广泛运动，先进控制理论和DSP技术实现手段的并行发展，各种工业设备的研制和改造中急需一个运动控制模块的硬件平台，以及为了满足新型数控系统的标准化、柔性化、开放性等要求，使得基于PC和运动控制卡的伺服系统备受青睐。本文主要是利用VC++6.0提供的MFC应用程序开发平台探索研究平面2-DOF四分之过驱动并联机构的运动控制系统的软件开发。 平面2-DOF四分之过驱动并联机构的控制系统组成 并联机构的本体如图1，该机构由4个分支链组成，每条支链的一段与驱动电动机相连，而另一端相交于同一点。该并联机构的操作末端有2个自由度（即X 方向和Y方向的平动），驱动输入数目为4，从而组成过驱动并联机构。 控制系统的硬件主要有4部分组成：PC机，四轴运动控制卡，伺服驱动器和直流电动机。系统选用的是普通PC机，固高公司的GT-400-SV-PCI运动控制卡，瑞士Maxon公司的四象限直流伺服驱动器及直流永磁电动机。伺服驱动器型号为4-Q-DCADS50/5，与驱动器适配直流电动机型号为Maxon RE-35。运动控制系统的

构成如图2所示。上位控制单元由PC机和运动控制卡一起组成，板卡插在PC机主板上的PCI插槽内。PC机主要负责信息流和数据流的管理，以及从运动控制卡读取位置数据，并经过计算后将控制指令发给运动控制卡。驱动器控制模式采用编码器速度控制，驱动器接受到运动控制卡发出的模拟电压，通过内部的PWM电路控制直流电动机RE-35的运转，并接受直流电动机RE-35上的编码器反馈信号调整对电动机的控制，如此构成一个半闭环的直流伺服控制系统。 1.1 GT-400-SV控制卡介绍 固高公司生产的GT系列运动控制卡GT-400-SV-PCI可以同步控制4个轴，实现多轴协调运动。其核心由ADSP2181数字信号处理器和FPGA组成，能实现高性能的控制计算。控制卡同时提供了C语言函数库和Windows下的动态链接库，可实现复杂的控制功能。主要功能如下： （1） PCI总线，即插即用； （2）可编程伺服采样周期，4轴最小插补周期为200us，单轴点位运动最小控制周期为25us； （3） 4路16位分辨率模拟电压输出信号或脉冲输出信号模拟量输出范围：-10V-+10V，每路课独立控制，互不影响；

维宏PCIMC-3D 控制卡资料

维宏PCIMC-3D 控制卡说明书 PCIMC-3D 型计算机运动控制卡是维宏科技公司专门为NC STUDIO?运动控制系统（该系统是上海维宏科技有限公司自主开发、自有版权的运动控制系统）设计的配套板卡。该卡插在PC 机PCI 槽内，通过它实现机床运动控制。 一、控制卡的结构 PCIMC-3D 型计算机运动控制卡外形见下图，该卡尺寸为160mm*120mm。 LED 为一发光二极管用做状态指示。系统上电启动时，LED 闪烁发光。启动后持续发光。当NC STUDIO?运动控制软件启动后，LED 熄灭。 DB15 为15 芯（针）插座，通过电缆与机床通讯。 底端为插脚，插在PC 机PCI 槽内。 二、控制卡的安装 关闭主机电源，打开机箱盖，将运动控制卡插入任何一个空的PCI 槽内，安装时，用手轻按运动控制卡两侧，确保运动控制卡牢固插入PCI 槽，然后，旋紧固定螺钉，盖好机箱盖。1 三、控制卡与驱动系统的连接 NC STUDIO 的机械运动控制信号通过插在计算机PCI 扩展槽上的运动控制卡实现NC STUDIO 软件系统与安装在机床电气箱的进给电机驱动系统的通讯。PCIMC 运动控制卡与电机驱动系统连接之前，应先将机床与电气箱安装就位，用专用的15 芯电缆将运动控制卡上的15 芯插座与电气箱上的15 芯插座连接，这样NC STUDIO 运动控制卡与电机驱动系统的连接就完成了。 PCIMC-3D 控制卡与机床连接线插头定义如下： J1 接口定义（DB15RA/M，针）：

四、电气接线示意图 为了控制主轴电机的转速，控制卡输出三个OC 门信号,分别可控制主轴高速、中速、低速旋转。这里要求变频器带分档控制。 如果选择DZJ-3 转接板，则电气接线更简单。三个轴六个方向的限位都用常闭开关，并将它们串联后，一端连到XW1，另一端连到XW2；限位释放按钮（常开，按下时接通）并接到XW1 和XW2；紧停开关（常闭）两端分别连到ES1 和ES2。SPL、SPM、SPH 用于控制变频器实现主轴转速的分档控制。三个轴的零点信号和对刀信号直接连到该转接板，如果使用普通行程开关，则这些开关都必须有一端与GND 相连；如果使用光电开关、霍尔开关或接近开关，转接板可为其提供5V 电源。

运动控制专用芯片

运动控制芯片 目录 运动控制芯片 (1) 1、两轴运动控制芯片MCX302 (2) 2、四轴运动控制芯片MCX304 (3) 3、两轴运动控制芯片MCX312 (3) 4、四轴运动控制芯片MCX314As (4) 5、四轴运动控制芯片3.3V低功耗MCX314AL (4)

2、四轴运动控制芯片MCX304 *同时4轴控制 *运转时不占用CPU时间 *包括编码器回授介面 *最高输出频率4MP PS *封装：QFP、100pin（14.0×20.0mm）、脚距：0.65mm 无铅 *最外形：23.8x17.8x3.05mm （内尺寸14.0mm×20.0mm×2.7mm） ●4轴独立控制 ●驱动速度：1PPS～4MPPS ●温度范围:0-83度工作电压:+5±5% ●速度曲线：定速、台形、抛物线、S形 ●自动原点输出（新功能）。原点输出动作在IC内部实现自动化，节省了原点输出动作的程序花费的时间。 ●内藏输入信号用积分型噪音过滤器。以前，超载限制、EMG、通用输入信号等，为了除去噪音，IC外必须有另外的CR过滤电路，但因为此机能不须外带部件，且减低消耗，另外也实现了搭载基板的小型化。 ●非对称加减速台形的自动减速机能。 ●即使是加速度与减速度的值不同的台形驱动也可自动减速，最适合垂直上下动作 3、两轴运动控制芯片MCX312 MCX312是一款能够同时控制2个伺服马达或步进马达的运动控制芯片。它以脉冲串形式输出，能对伺服马达或步进马达进行位置控制、插补驱动、速度控制等。在对第一个节点运动实行插补时, 可对第二节点运动连续写入数据。在这个过程中插补动作是连续运行, 而不需要中间作任何停顿 ◆控制轴独立2轴 ◆CPU数据总线长度可选8位/16位 ◆2轴直线插补 插补范围各个轴-8388607～+8388607 插补速度 1~4MPPS 插补位置精密度±0.5LSB以下（在全插补范围内） ◆圆弧插补 插补范围各个轴-8388607~+8388607 插补速度 1~4MPPS 插补位置精密度±1LSB以下（在全插补范围内） ◆2轴位模式插补 插补速度 1~4MPPS（但依靠CPU数据设定时间） ◆其他插补功能 ◆电气的特性 动作温度范围 0~85℃ 动作电源电压+5V±5% （标准28mA,50mA max）

雷赛运动控制卡应用程序开发注意事项

发布时间:2011年6月1日 雷赛科技刘玉平概述： 对于一些初次使用雷赛运动控制产品的客户，由于对本公司产品的特点以及程序开发流程不够熟悉，在应用程序的开发过程中，难免会疏漏一些细节，从而产生各种问题，浪费很多宝贵的时间。 如果在应用程序开发前，就可以考虑到那些既重要又容易疏漏的细节，这样可以避免很多不必要的问题产生，从而大大缩短程序的开发周期。本文总结以往的经验，以雷赛运动控制卡DMC2410B为例，为客户在开发应用程序时的初始化过程给出了一些参考与建议（其他产品与此类似），其中包括运动控制卡的初始化、特殊参数的设置及各种信号的设置，如图1虚线框内所示，这些处理过程必须加载至应用程序的初始化过程中，不同编程环境下，应用程序的初始化过程略有不同，例如在VB6.0编程环境下，须在Form_Load()函数中做程序的初始化处理，而在VC6.0编程环境下，须在OnInitDialog()函数中做程序的初始化处理。

图1 DMC2410B控制卡应用程序开发流程

图1所示的控制卡初始化过程中，实线框内所示的参数设置或特殊信号的设置必须在初始化过程中加以处理，而虚线框内的信号在未选择使用时，可以不用设置，而当选择使用这些信号时，必须进行正确设置。下面对这些初始化过程的方法及必要性做出简要的说明。 一、初始化运动控制卡 相关函数：WORD d2410_board_init (void) 函数功能：为控制卡分配系统资源并初始化控制卡； 若在应用程序中未初始化控制卡，则系统无法为控制卡分配资源，导致控制卡无法正常使用，程序在运行时提示错误，弹出如图2所示对话框： 图2 未初始化控制卡时的错误提示 注意：程序在结束运行时，必须关闭运动控制卡，以释放系统资源，否则控制卡将一直占用系统资源，导致再次运行该应用程序时产生错误。关闭控制卡的方法及说明如下： 相关函数：Void d2410_board_close (void) 函数功能：释放控制卡占用的系统资源。当程序结束时必须调用此函数，它与d2410_board_init() 函数是一个相反的过程。 二、脉冲参数设置 脉冲参数包括指令脉冲类型、脉冲输出有效电平以及方向控制逻辑电平，这些参数需根据电机驱动器的类型及参数来设置，若设置错误时，则会造成控制卡正常发出脉冲，而电机无法正常运转、运转方向错误或只能朝同一个方向运转等现象。以下为脉冲参数设置的相关函数及说明：

运动控制卡简介

运动控制卡是一种基于PC机及工业PC机、用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。 运动控制卡是基于PC总线，利用高性能微处理器（如DSP）及大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制的一种高性能的步进/伺服电机运动控制卡，包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、D/A输出等功能，它可以发出连续的、高频率的脉冲串，通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度，改变发出脉冲的数量来控制电机的位置，它的脉冲输出模式包括脉冲/方向、脉冲/脉冲方式。脉冲计数可用于编码器的位置反馈，提供机器准确的位置，纠正传动过程中产生的误差。数字输入/输出点可用于限位、原点开关等。库函数包括S型、T型加速，直线插补和圆弧插补，多轴联动函数等。产品广泛应用于工业自动化控制领域中需要精确定位、定长的位置控制系统和基于PC的NC控制系统。具体就是将实现运动控制的底层软件和硬件集成在一起，使其具有伺服电机控制所需的各种速度、位置控制功能,这些功能能通过计算机方便地调用。现国内外运动控制卡公司有美国的GALIL、PAMAC，英国的翠欧，台湾的台达、凌华、研华，国内的雷赛、固高、乐创、众为兴等。 运动控制卡的出现主要是因为： （1）为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求； （2）在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位系统等）、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台； （3）PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。 运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结