【正文】 sh 加載： MAX II 器件含有 JTAG 模塊，可以利用并行 Flash 加載宏功能來配置非 JTAG 兼容器件，例如分立閃存器件等。 (ISP)： MAX II 器件支持用戶在器件工作時對閃存配置進(jìn)行更新。隨著對支持高級功能、電池使用時間更長的小型低成本產(chǎn)品的需求增長，低功耗應(yīng)用得到了迅速普及。 C。低功耗的需求不再僅限于消費(fèi)類產(chǎn)品。 Altera 新的零功耗 MAX IIZ CPLD ，在 CPLD 業(yè)界實現(xiàn)了最低的靜態(tài)和動態(tài)功耗。由于 MAX II CPLD 基于 LUT 架構(gòu)，達(dá)到了降低成本的目的，結(jié)合其即用性、非易失性山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 MAXII 控制的運(yùn)動控制板卡的設(shè)計 14 和可再編程特性，使 MAX II 系列成為有史以來成本最低的 CPLD。對于基于宏單元的構(gòu)架，隨著邏輯密度的增加，布線區(qū)域呈指數(shù)性增長，因此當(dāng) 密度大于 512 宏單元時，該架構(gòu)不具有高效的可升級性。 II 器件重新定義了 CPLD 的價值定位?；? LUT 的體系結(jié)構(gòu)提高了 I/O 焊盤受限空間的邏輯容量。這種體系結(jié)構(gòu)幫助您大大降低了系統(tǒng)功耗、體積和成本。幾乎所有應(yīng)用門陣列、 PLD 和中小規(guī)模通用數(shù)字集成電路的場合均可應(yīng)用 FPGA 和 CPLD 器件。 這兩種器件兼容了PLD 和通用門陣列的優(yōu)點，可實現(xiàn)較大規(guī)模的電路，編程也很靈活。 為了彌補(bǔ)這一缺陷， 20 世紀(jì) 80 年代中期。它采用了 EEPROM 工藝，實現(xiàn)了電可按除、電可改寫，其輸出結(jié)構(gòu)是可編程的邏輯宏單元，因而它的設(shè)計具有很強(qiáng)的靈活性，至今仍有許多人使用。 PLA 器件既有現(xiàn)場可編程的，也有掩膜可編程的。 PAL 器件是現(xiàn)場可編程的，它的實現(xiàn)工藝有反熔絲技術(shù)、 EPROM 技術(shù)和 EEPROM 技術(shù)。典型的 PLD 由一個“與”門和一個“或”門陣列組成，而任意一個組合邏輯都可以用“與一或”表達(dá)式來描述，所以， PLD 能以乘積和的形式完成大量的組合邏輯功能。由于結(jié)構(gòu)的限制，它們只能完成簡單的數(shù)字邏輯功能。系統(tǒng)設(shè)計師們更愿意自己設(shè)計專用集成電路 (ASIC)芯片，而且希望 ASIC 的設(shè)計周期盡可能短，最好是在實驗室里就能設(shè)計出合適的 ASIC 芯片，并且立即投入實際應(yīng)用之中，因而出現(xiàn)了現(xiàn)場可編程邏輯器件 (FPLD)，其中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)和復(fù)雜可編程邏輯器件 (CPLD)。它由早期的電子管、晶體管、小中規(guī)模集成電路、發(fā)展到超大規(guī)模集成電路 (VLSIC，幾萬門以上 )以及許多具有特定功能的專用集成電路。外圍電路的調(diào)試工作要配合芯片程序設(shè)計一起進(jìn)行，這樣才能輕松地輸出所需要的理想脈沖。我們擬采用 CPLD 通用版來設(shè)計，這樣的話，包括基準(zhǔn)時鐘在內(nèi)的所有芯片外的東西，都需要外部接入來完成，因此對芯片結(jié)構(gòu)的了解也是一個關(guān)鍵。 ：目的是輸出的一路脈沖滯后于另一路脈沖 90176。 本設(shè)計共包含三個模塊，即分頻模塊、調(diào)頻模塊、滯后模塊，三個模塊的主要功能如下： 1. 分頻模塊：把實驗板上晶振頻率（ 48MHz）分頻到我們需要的頻率 ,既 400Hz，便于觀察。本次設(shè)計采用的是 Altera 公司的 CPLD 芯片，我們會利用 Quartus II 進(jìn)行設(shè)計，其中采用文本編輯器，來進(jìn)行 Verilog HDL 語言的設(shè)計。 研究的基本內(nèi)容 CPLD 的設(shè)計 本設(shè)計的關(guān)鍵還是在于內(nèi)部芯片程序的設(shè)計。 應(yīng)用及發(fā)展趨勢 運(yùn)動控制技術(shù)日新月移，不論是 ASIC 或是 DSP 為核心的運(yùn)動控制卡，均有其優(yōu)越點。 2）控制系統(tǒng)的封閉性使它的擴(kuò)充和修改極為有限，造成用戶對供應(yīng)商的依賴，并難以將自己的專門技術(shù)、經(jīng)驗集成于運(yùn)動控制卡內(nèi)。 MCT8000 系列產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體加工設(shè)備，工業(yè)機(jī)器人，數(shù)控機(jī)床，醫(yī)療設(shè)備， 紡織設(shè)備，印刷設(shè)備，自動化裝 配線，數(shù)據(jù)采集和處理，智能家電以及需要網(wǎng)際在線和無線漫游控制的各種場合。 其中深圳摩信公司獨立開發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的具有開放式結(jié)構(gòu)高性能MCT8000 系列運(yùn)動控制器，控制器的 CPU 采用 TI 公司主頻。用戶可通過控制器的擴(kuò)展口實現(xiàn)最多達(dá) 16 軸的控 制，但成本很高。此外，該公司以運(yùn)動控制器為核心派生了眾多面向行業(yè)應(yīng)用的控制系統(tǒng)，形成了一定規(guī)模，其中 2020 年未研制成功的 GH800型控制卡是較先進(jìn)的軸控制卡。但是這些系統(tǒng)中的運(yùn)動控制卡都是有用在基于 PC 的系統(tǒng)中，并沒有形成一種通用的、系列化應(yīng)用于市場的產(chǎn)品。如北京研究所的中華系列，沈陽計算所的“藍(lán)天”系列，華中科技大學(xué)的“華中”系列等數(shù)控系統(tǒng)。即提高了工作效率，又使所設(shè)計控制系統(tǒng)具有很好的通用性?？墒褂闷涔ぷ髌脚_，很方便地對所設(shè)計的多軸系統(tǒng)進(jìn)行智能運(yùn)動控制，實現(xiàn)復(fù)雜的平面和空間運(yùn)動及各種變速運(yùn)動。其中，尤其值得推崇的是許多國外的這類系統(tǒng)都提供了高級語言的工作平臺，用戶可采用 C++、 VB 和 VISUALC++等對其驅(qū)動器直接進(jìn)行編程控制。雖然國外的同類產(chǎn)品在性能方面具有許多優(yōu)勢，但他們也具有許多不足之處，主要表現(xiàn)在一下幾方面： ，以 Galil 運(yùn)動控制主板為例，一個八軸的 Galil 運(yùn)動控制主板為 4000 美元，再加上一些其他輔助設(shè)施將達(dá)到 5000 美元左右； ，主要原因是作為通用多軸控制器，是面向一般用戶的（無論機(jī)器人，還是數(shù)控，一般運(yùn)動時有一定限度范圍的） 在后兩個不足之處主要是通用多軸運(yùn)動控制卡才出現(xiàn)的。 前三種是通用的多軸運(yùn)動控制卡，而后三種為典型的數(shù)控系統(tǒng)，主要應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床。我國上海磁懸浮列車高架鋼梁的設(shè) 計，需要使用 6 軸控制卡進(jìn)行加工。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 MAXII 控制的運(yùn)動控制板卡的設(shè)計 5 從市場需求來看，以美國 Delta Tau Data System 公司的 PMAC 系列卡為例，在全球的銷售量超過 45000 套，被用于數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械、工業(yè)機(jī)器人等需要高精度位置控制領(lǐng)域。實際上， PMACPC卡本身就是一個完整的計算機(jī)系統(tǒng)。 PMACPC 以 Motorola 公司的 DSP56001 為微處理器，主頻 20/30MHz，60/40 微妙 /拍的伺服更新率， 36 位位置范圍（ 64 千兆計數(shù)范圍）， 16 位 DAC輸出分辨率， 10/15MHz 編碼計數(shù)率，每秒可處置多達(dá) 500 條程序，可以完成直線或圓弧插 補(bǔ)，“ S曲線”加速和減速，三次軌跡計算、樣條計算。 在日本，開放式開放式運(yùn)動控制器被認(rèn)為是未來的第三次工業(yè)革命，并有預(yù)測其應(yīng)用的普遍性將與目前廣泛應(yīng)用的 PLC 類似，代表的廠商有MAZAK 公司和 NOVA 公司等。再實山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 MAXII 控制的運(yùn)動控制板卡的設(shè)計 4 施計劃的同時，歐美等發(fā)達(dá)國家的公司也一直致力于研究開發(fā)開放式運(yùn)動控制器。經(jīng)過幾十年的市場競爭，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這種運(yùn)動控制卡由于其自身的特性限制，如封閉式結(jié)構(gòu)、控制軟件的兼容性、容錯性和缺少網(wǎng)絡(luò)功能等，已不能滿足現(xiàn) 代工業(yè)和社會發(fā)展的需要。因此為了在機(jī)械加工過程中獲得較高的加工精度，開發(fā)具有全閉環(huán)功能的運(yùn)動控制卡，是擺在我們面前的重要課題。 目前運(yùn)動控制卡所應(yīng)用的場合大多數(shù)為開環(huán)控制，即由運(yùn)動控制卡所發(fā)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 MAXII 控制的運(yùn)動控制板卡的設(shè)計 3 出的控制信號，使被控機(jī)構(gòu)實現(xiàn)期望的位置控制、速度控制、加速度控制，以及對這些被控運(yùn)動參數(shù)的綜合控制，而沒有將最終機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)（比如實際位置、速度）反饋給控制卡。 在機(jī)電一體化領(lǐng)域中，運(yùn)動控制卡的作用是控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)）按照一定的速度和軌跡運(yùn)行。 在機(jī)床控制領(lǐng)域，采用工業(yè) PC 機(jī)，開發(fā)開放式、軟件化的數(shù)控系統(tǒng)、加工中心、柔性制造系統(tǒng)等，已成為國際研究的熱點，符合數(shù)控技術(shù)發(fā)展的最新潮流。在國內(nèi)相應(yīng)的產(chǎn)品也已出現(xiàn)，如成都步進(jìn)電機(jī)有限公司的 DMC300 系列卡已成功地應(yīng)用于數(shù)控打孔機(jī)、汽車部件性能試驗臺等多種自動化設(shè)備上。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運(yùn)動控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動化的各個領(lǐng)域。一般的，運(yùn)動控制卡與 PC 機(jī)構(gòu)成主從時控制機(jī)構(gòu)： PC 機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等方面的工作（ 例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動軌跡的規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等）；控制卡完成運(yùn)動控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速、原點和限位等信號的檢測等等）。它的出現(xiàn) 主要是因為：（ 1）新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開放性等要求；（ 2）在各種工業(yè)設(shè)備（如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械等）、國防裝備（如跟蹤定位系統(tǒng)等）、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)研制和改造中，急需一個運(yùn)動控制模塊的硬件平臺；（ 3） PC機(jī)在各種工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應(yīng)用，也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮 PC 機(jī)的強(qiáng)大功能。 、圖表要求： 1）文 字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 作者簽名： 日期： 年 月 日 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)； 學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 ?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 關(guān)鍵字 ： 運(yùn)動控制板卡 ， 步進(jìn)電 機(jī) ， Verilog HDL， CPLD， FPGA， Quartus 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ABSTRACT ABSTRACT In recent years, with the development of puter technology, microelectronic technology and NC technology, open CNC system has bee an important development direction. As part of the open CNC system39。并且能實現(xiàn)輸出脈沖頻率的可調(diào)節(jié)，從而控制步進(jìn)電機(jī)的精確運(yùn)轉(zhuǎn)。 本 次 設(shè)計了一種將 CPLD 控制應(yīng)用于 運(yùn)動控制板卡設(shè)計的 系統(tǒng)，該系統(tǒng)以 MAX IIEPM570T14 為核心。從發(fā)展趨勢來看 ,基于 CAN 總線的 ,以 CPLD 和 FPGA 作為核心處理器的開放式運(yùn)動控制器正成為主流。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 摘要 近年來 ,隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 ,開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為一個重要的發(fā)展方向。作為開放式數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分 ,運(yùn)動控制卡的研究和開發(fā)也日漸受到重視。這類開放式運(yùn)動控制器以 CPLD 或 FPGA 芯片作為運(yùn)動控制器的核心處理器