微處理器智能步進(jìn)電機控制卡開(kāi)發(fā)方案

1 引言

數控技術(shù)是一種采用計算機對機械加工過(guò)程中各種控制信息進(jìn)行數字化運算處理，并通過(guò)高性能的驅動(dòng)單元對機械執行構件進(jìn)行自動(dòng)化控制的高新技術(shù)?，F代機械加工業(yè)逐步向柔性化、集成化、智能化方向發(fā)展，因此新一代數控技術(shù)就必需強調具有開(kāi)放式、智能化、網(wǎng)絡(luò )化的特征[1]。本文采用新型微處理器、高性能集成電路，研究開(kāi)發(fā)智能步進(jìn)電機控制卡。

2 系統總體結構設計

通過(guò)對步進(jìn)電機控制器關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析、研究和比較，并綜合國內外運動(dòng)控制器產(chǎn)品智能化、集成化、開(kāi)放化的發(fā)展趨勢，我們提出的步進(jìn)電機運動(dòng)控制器總體結構如圖1所示。

圖1 系統總體結構

3 系統硬件電路設計

3.1 脈沖分頻電路設計

本系統的主要控制對象為步進(jìn)電機。步進(jìn)電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構，因此產(chǎn)生符合系統要求的步進(jìn)電機驅動(dòng)脈沖為整個(gè)系統設計中的關(guān)鍵。本系統的脈沖分頻電路由圖2所示。整個(gè)電路采用3片8254來(lái)產(chǎn)生X，Y，Z三個(gè)軸的驅動(dòng)脈沖信號，鑒于Y，Z軸的電路與X軸相同，因此圖中只表示了X軸脈沖數輸出的電路原理。

Inte18254是可編程定時(shí)/計數器，片內包含3個(gè)獨立通道，每個(gè)通道均為功能相同的16位計數器，每個(gè)計數器的工作方式和計數長(cháng)度分別由軟件編程選擇。8254是8253的改進(jìn)型，操作方式及引腳與8253完全相同。8253計數頻率為2.6MHz，8254的計數頻率則更高，可達到6MHz。本系統選擇8254作為脈沖分頻電路的主控芯片。

圖2 脈沖分頻電路圖