基于PCI总线的多轴运动控制器的研究与开发

发布时间：2017-03-30 13:18

  本文关键词：基于PCI总线的多轴运动控制器的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数控技术的发展状况是衡量一个国家机械工业发展水平的重要标志,基于PC 的开放式体系结构的CNC 系统已成为当前CNC 技术发展的必然趋势,代表了数控技术的发展方向。其主要实现方式为采用运动控制器对电机进行实时控制,主机完成人机交互等工作。因此,运动控制器的性能如何直接决定了整个系统的性能。 本文主要是基于PCI 总线的多轴运动控制器的研究与开发。由于PCI 总线具有的一系列优点,在许多领域的应用中PCI 总线正在成为事实上的标准。DSP 作为新一代处理器有着单片机无法比拟的高性能,更加适合于运动控制的实时性需求。本运动控制器硬件结构方面,应用PCI9052 作为PCI 接口芯片进行PCI 总线接口电路的设计和实现,以DSP 专用运动控制芯片MCX314为核心处理器实现了3 轴运动控制,给出了驱动脉冲输出接口电路、编码器信号接口电路、传感器通用信号接口电路等外围接口电路。软件方面,基于Windows 2000 操作系统环境下WDM 驱动程序的结构特点和运行机制,运用DriverStudio 驱动集成开发环境,编写本运动控制器的驱动程序,列举了关键例程的源代码和实现过程,并给出驱动程序的安装具体过程。
【关键词】：开放式数控 PCI 总线 运动控制 DSP WDM 驱动程序
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG659
【目录】：

• 第一章 绪论8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 开放式数控系统及其研究现状8-10
• 1.2.1 开放体系结构的概念8-9
• 1.2.2 开放式数控系统发展状况9-10
• 1.3 运动控制器及其研究现状10-13
• 1.3.1 运动控制器的重要性及特点10-12
• 1.3.2 基于DSP 的运动控制器的研究现状12-13
• 1.4 本文研究的主要内容13-14
• 第二章 运动控制器接口规范的研究14-23
• 2.1 接口规范的比较选取14-15
• 2.2 PCI 总线系统结构15
• 2.3 PCI 总线的信号定义15-18
• 2.4 PCI 总线操作18-22
• 2.4.1 总线命令18
• 2.4.2 PCI 总线传输协议18-20
• 2.4.3 PCI 总线配置20-22
• 2.5 PCI 总线电气特性22-23
• 第三章 运动控制核心处理器的研究23-33
• 3.1 数字信号处理器23-26
• 3.1.1 数字信号处理器的特点23
• 3.1.2 DSP 在运动控制器中的作用23-25
• 3.1.3 DSP 芯片选型25-26
• 3.2 专用运动控制DSP: MCX31426-28
• 3.3 MCX314 电气特性28-29
• 3.4 MCX314 控制寄存器与指令系统29-33
• 3.4.1 MCX314 控制寄存器29-30
• 3.4.2 读写数据命令30-31
• 3.4.3 驱动命令31-32
• 3.4.4 插补指令32-33
• 第四章 运动控制器的硬件设计33-49
• 4.1 PCI 接口电路33-43
• 4.1.1 PCI 接口芯片的选择33-34
• 4.1.2 PCI 接口芯片905234-36
• 4.1.3 PCI 接口电路连接36-38
• 4.1.4 9052 寄存器配置38-43
• 4.2 驱动脉冲输出接口43-45
• 4.2.1 输出脉冲定义43
• 4.2.2 通用输出43-44
• 4.2.3 外部脉冲控制输入44-45
• 4.3 传感器通用信号接口45-46
• 4.3.1 超程限位开关输入45
• 4.3.2 急停输入45-46
• 4.3.3 编码器信号接口46
• 4.4 硬件设计中需要注意的问题46-49
• 第五章 运动控制器的驱动程序设计49-62
• 5.1 驱动的概念及其发展49-50
• 5.2 WDM 驱动程序模型分析50-54
• 5.2.1 I/O 请求处理50-51
• 5.2.2 WDM 模型层次结构51-53
• 5.2.3 IPR 处理53-54
• 5.3 驱动程序开发工具比较与选择54-55
• 5.4 WDM 驱动程序的实现55-60
• 5.4.1 初始化与卸载55-56
• 5.4.2 即插即用56-57
• 5.4.3 基于中断的I/O 处理57-59
• 5.4.4 电源管理59-60
• 5.5 驱动程序的安装60-62
• 5.5.1 INF 文件的编写60-61
• 5.5.2 驱动程序安装61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 参考文献64-66
• 附录 A 编程器对 93CS46 进行操作的源文件66-67
• 附录 B 运动控制器驱动安装 inf 文件67-69
• 致谢69-70
• 摘要70-73
• Abstract73-76

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 罗召成;基于现场总线的开放式多轴运动控制器设计[D];浙江大学;2012年

2 陈志育;组态计算机数控系统的研究与开发[D];西北工业大学;2007年

3 刘向前;基于PC+DSP的插齿加工数控系统研究[D];合肥工业大学;2007年

4 易思伟;基于DSP的贴片机运动控制系统的研究与设计[D];西南交通大学;2007年

5 熊权洪;基于CAN总线的独立运动控制器的设计与研究[D];武汉理工大学;2007年

6 李海芹;基于DSP的开放式数控系统运动控制器的设计与研究[D];西安科技大学;2008年

7 刘锋;基于DSP的开放式数控系统位置控制卡的开发与研制[D];西安科技大学;2009年

8 王莹;基于DSP的固晶机伺服控制器的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

9 闫莎莎;基于DSP+CPLD的多轴运动控制器平台设计及单轴伺服运动控制算法研究[D];浙江大学;2010年

10 李妍;回转切线法的速度伺服控制系统及算法研究[D];长春理工大学;2010年

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本文编号：277237