一直以來，嵌入式四軸運動控制器的設(shè)計都是大家的關(guān)注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在，小編將為大家?guī)砬度胧剿妮S運動控制器系統(tǒng)硬件設(shè)計的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請看下文。

一、S3C2440

S3C2440是一款基于ARM920T的16/32位RISC嵌入式處理器，由韓國三星公司生產(chǎn)。這款處理器非常流行，主要用于嵌入式系統(tǒng)。S3C2440的頻率為400MHz，其核心ARM920T由ARM9TDMI、存儲管理單元（MMU）和高速緩存三部分組成。MMU能夠管理虛擬內(nèi)存，而高速緩存則由獨立的16KB地址和16KB數(shù)據(jù)高速Cache組成。此外，ARM920T還擁有兩個內(nèi)部協(xié)處理器，分別是CP14（用于調(diào)試控制）和CP15（用于存儲系統(tǒng)控制和測試控制）。

S3C2440處理器滿足了小型手持設(shè)備和普通應(yīng)用要求的低功耗和高性能需求，是一種實用的小型芯片微控制器。它提供了非常豐富的內(nèi)部設(shè)備，支持JTAG仿真器調(diào)試，并具備16KB的指令緩存和數(shù)據(jù)緩存。S3C2440還支持包括微軟Windows CE、Palm OS、Symbian和Linux在內(nèi)的幾種主要操作系統(tǒng)，具有內(nèi)置的NAND閃存引導(dǎo)加載器。該處理器采用先進(jìn)微控制器總線架構(gòu)（AMBA）開發(fā)，使用0.13μm的CMOS工藝技術(shù)和存儲器編譯器制造。S3C2440提供了多種接口和功能，如照相機接口、支持TFT及STN液晶顯示器的功能、SD/MMC/SDIO卡插槽、USB主機和設(shè)備接口以及觸摸屏接口等，從而向終端用戶提供附加價值。

二、基于S3C2440和專用DSP的嵌入式四軸運動控制器的系統(tǒng)硬件設(shè)計

1、系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計

在控制系統(tǒng)中，以S3C2440處理器為主控，PCL6045BL運動控制芯片為從CPU，構(gòu)建的嵌入式運動控制器結(jié)構(gòu)如下圖所示。

S3C2440是一款16/32位ARM920T RISC處理器，它實現(xiàn)了MMU、AMBA總線和獨立的16 KB指令和16 KB數(shù)據(jù)哈佛結(jié)構(gòu)的緩存，每個緩存均為8個字長度的流水線。S3C2440提供全面的、通用的片上外設(shè)，不需要配置額外的部件。PCL6045BL運動控制芯片，由NPM公司生產(chǎn)，是一種通過總線接收CPU命令、并產(chǎn)生脈沖控制步進(jìn)電機或脈沖驅(qū)動型伺服電機的CMOS大規(guī)模集成芯片，可提供多種輸出運動控制功能，包括連續(xù)、定長、回原點等輸出方式。PCL6045BL可以實現(xiàn)2~4軸線性插補及任意兩軸圓弧插補。在這種主從結(jié)構(gòu)框架基礎(chǔ)上，主CPU S3C2440主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲、人機界面的顯示、網(wǎng)絡(luò)通信等管理工作。從CPU PCL6045BL輸出的脈沖發(fā)送給4個軸的伺服驅(qū)動器。S3C2440只需要通過發(fā)送簡單的指令給PCL6045BL，便可實現(xiàn)各種控制功能。

2、ARM 與PCL6045BL的連接

PCL6045 BL與ARM的通信是通過讀寫I/O總線上的幾個地址來進(jìn)行指令和數(shù)據(jù)的傳輸。PCL6045BL每個軸的內(nèi)部寄存器地址由A0、A1 和A2地址線輸人決定，其控制地址范圍由輸入端子A3和A4進(jìn)行選擇。因此在這種主從結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，ARM與PCL6045BL的連接如下圖所示。

3、I/O接口電路

嵌入式四軸運動控制器與伺服電機之間是通過I/O接口電路進(jìn)行連接的。I/O接口電路主要任務(wù)是完成輸入信號的光電隔離以及對輸出脈沖的驅(qū)動。設(shè)計中采用光電耦合器將PCL6045BL芯片與后面的伺服電機驅(qū)動器以及其他控制反饋等線路隔離。由于光耦合器輸入輸出問互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。將PCL6045BL的輸出信號（如CP、CW等）和輸入信號（如報警、限位等）都使用光耦器件與PCL6045BL隔離，這樣能有效地防止干擾信號進(jìn)入主芯片損壞PCL6045BL。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)嵌入式四軸運動控制器設(shè)計的內(nèi)容，希望大家對本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。