[发明专利]基于可编程逻辑器件的硬件插补方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于可编程逻辑器件的硬件插补方法。

背景技术

目前许多数控系统把经过调制后的脉冲、方向信号作为控制步进电机及伺服电机驱动器的控制信号来控制电机的转速及方向，实现数控机床的运动。如步进电机驱动器一般具有三个控制输入端：步进脉冲信号、方向电平信号、使能电平信号。当控制电路对这三个输入端进行相应控制时，即可实现对步进电机的速度、方向等的控制。但过去这些脉冲产生电路都是采用小型分立元件搭接而成，其存在着脉冲波形模式比较单一、脉冲的上升沿和下降沿不够陡峭、当脉冲宽度要求十分窄时电路难实现等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于可编程逻辑器件的硬件插补方法，该方法在不改变系统硬件的情况下，方便重构电路逻辑功能，实现数控系统的脉冲控制。

为解决上述技术问题，本发明基于可编程逻辑器件的硬件插补方法包括采用并行传送方式发送控制信息给可编程逻辑器件的微处理器，由可编程逻辑器件将控制信号转化为控制电机驱动器的串行控制信号，该方法包括如下步骤：

步骤一、可编程逻辑器件接收微处理器发出的控制信号、数据信号及地址信号，同时生成一插补周期；

步骤二、对上述信号采用两级缓冲处理，并在一插补周期内，对经两级缓冲的信号作等脉宽插补计算，其算法为：

首先设置一个基值，在完成被积函数值与累加值的加法运算后，把累加结果与基值进行比较，来判定脉冲输出，

函数在[t₀，t_r]的定积分，即为函数在该区间的面积，s=∫0trydt.]]>如果从t＝0开始，取自变量t的一系列等间隔值为△t，当△t足够小时，可得s=Σi=0nyiΔt,]]>此处y是t时刻对应的值，t是时间值，如果取△t＝1，即一个脉冲当量δ，则s=Σi=0nyi,]]>函数的积分运算变成了变量的累加运算，如果δ足够小时，则累加求和运算代替积分运算所引入的误差可以不超过所允许的误差。

步骤三、可编程逻辑器件返回状态标志到微处理器中，用以判断信号是否已进入各自的缓冲区，并将经插补计算后的信号转化成频率均匀，等占空比的各轴进给脉冲，同时给出电机的方向信号。

由于本发明的基于可编程逻辑器件的硬件插补方法采用了上述技术方案，即通过可编程逻辑器件发生按特定算法得出的控制脉冲，实现对电机驱动器的控制；该方法可以在不改变电路系统设计或线路板的情况下，为重构逻辑功能而对可编程逻辑器件进行编程或反复编程，使硬件变得像软件一样灵活而易于修改、升级。采用可编程逻辑器件实现硬件插补器具有结构简单、无分立元件、逻辑修改方便、抗干扰性能强等特点。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本基于可编程逻辑器件的硬件插补方法的脉冲算法原理图，

图2为本基于可编程逻辑器件的硬件插补方法脉冲算法的直线插补轨迹图，

图3为本基于可编程逻辑器件的硬件插补方法的逻辑原理框图。

具体实施方式