基于DSP/FPGA及以太網(wǎng)控制器的運動(dòng)控制器設計與研究

3.5開(kāi)關(guān)量接口和通用I/O電路設計

輸出信號包括復位信號和使能信號，由FPGA產(chǎn)生，經(jīng)光耦隔離后直接輸出;輸入信號包括驅動(dòng)報警信號，正負限位信號和原點(diǎn)信號，這些信號經(jīng)光耦隔離、電平轉換后再由FPGA接收，當FPGA檢測到這些信號后，確定具體的觸發(fā)信號，做出相應的反應。另外運動(dòng)控制器還提供了八路數字量輸入通道和八路數字量輸出通道，輸入、輸出通道都經(jīng)光電隔離，以提高抗干擾性。

4網(wǎng)口模塊設計

DSP通過(guò)以太網(wǎng)控制器RTL8019AS與上位機連接，RTL8019AS在一塊芯片上集成了RTL8019AS內核和一個(gè)16KB的SDRAM存儲器，兼容RTL8019AS控制軟件和NE20008b或16b傳輸，其接口符合Ethernet2和IEEE802.3標準。RTL8019AS與主機的接口模式有三種模式：跳線(xiàn)模式，PnP模式，RT模式。此運動(dòng)控制器使用便于DSP應用的跳線(xiàn)模式。DSP與RTL8019AS的連接如圖4所示。

(1)數據總線(xiàn)和地址總線(xiàn)。RTL8019AS的數據總線(xiàn)和DSP的16位數據總線(xiàn)直接相連即可。RTL8019AS片內NE2000寄存器組都是通過(guò)其映射I/O端口進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，I/O端口共32個(gè)，地址偏移量為00H～1FH，把I/O基地址設為300H，則對應的I/O端口尋址范圍為：300H～31FH。只需要10根地址線(xiàn)就可以對I/O端口進(jìn)行尋址，把SA10～SA19接低電平，SA0～SA9按照表1接法即可。

由表1可以看出，只需要5根地址線(xiàn)就可以尋址32位I/O端口，所以可以直接把SA9，SA8接高電平，SA5～SA7接低電平，SA0～SA4與DSP的低5位地址線(xiàn)XA0～XA4相接。


(2)控制總線(xiàn)。RTL8019AS片選信號AEN使用DSP的擴展片選信號，IORB、IOWB直接與DSP的讀寫(xiě)控制信號
相連，中斷輸出引腳INT0與DSP的XINT2相連，高電平有效的復位輸入引腳與監控電路芯片SP708的RST相連，當DSP復位時(shí)，RTL8019AS也復位。

(3)RTL8019AS與網(wǎng)絡(luò )介質(zhì)接口。RTL8019AS可以使用同軸電纜或雙絞線(xiàn)作為傳輸媒介，將其AUI接口接地或懸空，使用BNC接口。BNC接口方式支持8線(xiàn)雙絞線(xiàn)或同軸電纜。20F001N是雙絞線(xiàn)驅動(dòng)器，為耦合隔離變壓器模塊，通過(guò)它可以去除因電路數字特性導致的高次諧波。RTL8019AS與20F001N的連接如圖4所示。其差分輸入信號TPIN+、TPIN-與差分輸出信號TPOUT+、TPOUT-分別與20F001的對應引腳相連。

5結語(yǔ)

在PC平臺下，充分利用了DSP的數據處理能力和FPGA的硬件特性，使系統既能進(jìn)行復雜的軌跡規劃、高速插補，又能保證運動(dòng)控制器的穩定性和精確性，這種運動(dòng)控制器能應用于數控系統，機器人制造等控制領(lǐng)域。