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  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的數(shù)控硬件插補(bǔ)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西安工業(yè)大學(xué)》 2013年

基于FPGA的數(shù)控硬件插補(bǔ)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

楊敬威  

【摘要】：數(shù)控硬件插補(bǔ)系統(tǒng)采用“單片機(jī)+FPGA"的結(jié)構(gòu),降低了傳統(tǒng)硬件插補(bǔ)系統(tǒng)電路的復(fù)雜程度,同時(shí)也克服了采用軟件插補(bǔ)速度慢、實(shí)時(shí)性差、可靠性低的缺點(diǎn)。還可以利用FPGA具有可反復(fù)編程的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重構(gòu),便于開放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展要求。采用單片機(jī)作為硬件插補(bǔ)系統(tǒng)的控制核心芯片,主要用來(lái)控制數(shù)控系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、數(shù)據(jù)的傳輸?shù)裙δ?其內(nèi)部程序采用C語(yǔ)言來(lái)編寫的,從而增加了程序的可讀性和可移植性。將FPGA作為硬件插補(bǔ)系統(tǒng)的核心插補(bǔ)芯片,主要用來(lái)完成整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)運(yùn)算工作。采用模塊化的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)了ISA總線模塊、雙端口RAM模塊、單片機(jī)模塊、FPGA插補(bǔ)模塊、電源電壓轉(zhuǎn)換模塊以及FPGA芯片的配置模塊等。在Quartus Ⅱ9.0環(huán)境里,采用DDA插補(bǔ)算法的原理,運(yùn)用VHDL語(yǔ)言編寫了直線插補(bǔ)程序、圓弧插補(bǔ)程序、直線與圓弧的復(fù)合插補(bǔ)程序以及圓弧與圓弧的復(fù)合插補(bǔ)程序,然后將這些插補(bǔ)程序經(jīng)編譯和仿真后生成插補(bǔ)模塊,并將這些插補(bǔ)模塊連接成原理圖。采用累加分頻的方法在FPGA中實(shí)現(xiàn)了插補(bǔ)的加減速控制以及進(jìn)給速度的控制；采用雙端口RAM,從而實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制卡之間的數(shù)據(jù)通信；通過WinIO組件的引入,解決了在C++Builder中上位機(jī)軟件與運(yùn)動(dòng)控制卡的通信軟件編程的問題。 通過系統(tǒng)的仿真與調(diào)試,數(shù)控硬件插補(bǔ)系統(tǒng)不僅可以完成普通的直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的功能,還可以完成直線與圓弧的復(fù)合插補(bǔ)和圓弧與圓弧的復(fù)合插補(bǔ)的功能,并且還具有加減速的功能。由于FPGA具有可反復(fù)編程的特性,可使得該數(shù)控硬件插補(bǔ)電路也能像軟件那樣方便靈活、易于修改,可隨時(shí)通過改變器件的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重構(gòu),或根據(jù)需要進(jìn)一步完善、修改其插補(bǔ)功能,從而極大地方便了系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

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3 ;[N];中國(guó)電子報(bào);2011年

4 本報(bào)記者 趙艷秋　馮曉偉 馮健;[N];中國(guó)電子報(bào);2009年

5 本報(bào)記者 馮曉偉;[N];中國(guó)電子報(bào);2009年

6 ;[N];中國(guó)電子報(bào);2009年

7 ;[N];中國(guó)電子報(bào);2009年

8 ;[N];中國(guó)電子報(bào);2009年

9 本報(bào)記者 梁紅兵;[N];中國(guó)電子報(bào);2010年

10 華北光電技術(shù)研究所 劉剛;[N];中國(guó)電子報(bào);2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張承暢;多FPGA系統(tǒng)的關(guān)鍵問題及應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2011年

2 柴亞輝;基于FPGA的高性能計(jì)算架構(gòu)硬件任務(wù)與資源模型研究[D];上海大學(xué);2012年

3 陳迅;面向FPGA設(shè)計(jì)及應(yīng)用的EDA關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

4 李鵬;基于元構(gòu)件的FPGA硬件構(gòu)件設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2011年

5 余慧;時(shí)分交換的新型FPGA互連結(jié)構(gòu)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

6 謝丁;FPGA互連結(jié)構(gòu)評(píng)估系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

7 王忠明;SRAM型FPGA的單粒子效應(yīng)評(píng)估技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2011年

8 廖永波;SOC軟硬件協(xié)同方法及其在FPGA芯片測(cè)試中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2010年

9 唐玉蘭;偽布爾可滿足性算法及其在FPGA布線中的研究應(yīng)用[D];江南大學(xué);2010年

10 鄔貴明;FPGA矩陣計(jì)算并行算法與結(jié)構(gòu)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周志娟;相移波束形成的FPGA實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

2 陸俊;基于FPGA技術(shù)的高速插補(bǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D];南京理工大學(xué);2011年

3 許沖;激光脈沖定距算法研究與FPGA實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 葉忠彬;基于FPGA的數(shù)字頻率合成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2011年

5 彭涵陽(yáng);無(wú)串?dāng)_超聲測(cè)距系統(tǒng)的激勵(lì)方法及基于FPGA的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];天津大學(xué);2010年

6 杜國(guó)女;基于FPGA的音樂景觀燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];蘭州交通大學(xué);2011年

7 隆志遠(yuǎn);基于FPGA和光電耦合的旋轉(zhuǎn)機(jī)械非接觸雙向信號(hào)傳輸系統(tǒng)[D];南京航空航天大學(xué);2010年

8 袁臻;電動(dòng)多葉光柵通訊部分的FPGA實(shí)現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2009年

9 劉開健;基于FPGA的實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];昆明理工大學(xué);2008年

10 劉鈺力;基于FPGA的SHA256高效數(shù)字加密系統(tǒng)[D];蘭州大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的數(shù)控硬件插補(bǔ)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：209251