多路光栅数据采集模块及其调试平台研制

发布时间：2017-08-09 10:18

  本文关键词：多路光栅数据采集模块及其调试平台研制

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【摘要】：设计基于FPGA的多路光栅数据采集模块；该数据采集模块能采集CNC齿轮测量中心的4路光栅信号。且该数据采集模块能够方便移植到新型齿轮测量中心的测控系统中。同时为了高效检测光栅数据采集模块与运动控制卡的功能是否正常,而设计了多路光栅数据采集模块调试平台。本课题设计了多路光栅数据采集模块的硬件电路；使用Verilog语言实现了对光栅信号的滤波、四倍频与辨向、置数、可逆计数、同步数据锁存、接口电路控制等功能,并使用Modelsim软件对其进行功能仿真。同时设计了多路光栅数据采集模块调试平台的硬件电路。使用Verilog语言实现了将运动控制卡的位移信号与方向信号转换为模拟光栅传感器输出的光栅信号及测量运动控制卡发出的位移信号频率的功能。并使用Modelsim软件对其进行功能仿真。设计实验验证本课题设计的多路光栅数据采集模块能采集CNC齿轮测量中心的多路光栅信号。多路光栅数据采集模块调试平台能检测多路光栅数据采集模块与运动控制卡的功能是否正常。
【关键词】：CNC齿轮测量中心测控系统 光栅数据采集模块 调试平台 FPGA
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG86
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题背景8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.2.1 CNC齿轮测量中心测控系统发展现状8-9
• 1.2.2 多路光栅数据采集模块发展现状9-10
• 1.3 课题研究目的10-11
• 1.4 课题主要研究内容11-12
• 2 多路光栅数据采集模块设计12-27
• 2.1 多路光栅数据采集模块方案设计12-14
• 2.2 多路光栅数据采集模块硬件电路设计14-19
• 2.2.1 光栅信号接收电路设计14-16
• 2.2.2 CAMAC总线接口设计16-18
• 2.2.3 电源与复位电路设计18
• 2.2.4 电路板结构尺寸及布局18-19
• 2.3 多路光栅数据采集模块Verliog程序设计与仿真19-26
• 2.3.1 光栅信号滤波20-21
• 2.3.2 光栅信号计数处理模块21-23
• 2.3.3 CAMAC总线控制23-26
• 2.3.4 光栅信号的同步锁存与状态寄存器26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 多路光栅数据采集模块调试平台设计27-38
• 3.1 多路光栅数据采集模块调试平台方案设计27-29
• 3.2 多路光栅数据采集模块调试平台硬件电路设计29-31
• 3.2.1 运动控制卡输入信号接口电路设计29
• 3.2.2 模拟光栅传感器输出信号电路设计29-30
• 3.2.3 FPGA开发板配置30-31
• 3.3 多路光栅数据采集模块调试平台Verilog程序设计与仿真31-37
• 3.3.1 模拟光栅信号模块设计与仿真31-33
• 3.3.2 测量位移脉冲信号频率模块设计与仿真33-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 系统实验验证及结果分析38-52
• 4.1 多路光栅数据采集模块调试平台实验及结果38-44
• 4.1.1 验证产生模拟光栅信号功能实验38-41
• 4.1.2 验证测量位移脉冲信号频率功能实验41-44
• 4.2 多路光栅数据采集模块验证实验及结果分析44-51
• 4.2.1 与上位机进行CAMAC总线通信实验44-45
• 4.2.2 上位机对光栅数据采集模块置数实验45-50
• 4.2.3 多路光栅数据采集模块连续采集数据实验50-51
• 4.3 本章小结51-52
• 5 结论与展望52-54
• 参考文献54-56
• 致谢56-58

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