[发明专利]一种激光微加工设备的激光脉冲控制卡及控制方法

权利要求书

1.一种激光微加工设备的激光脉冲控制卡，包括单片机单元、CPLD单元、PC104 ISA总线接口、外部脉冲输入处理单元和控制信号输出处理单元，其特征在于：外部运动反馈元件输出的脉冲信号经过所述外部脉冲输入处理单元与所述CPLD单元连接，所述单片机单元通过所述CPLD单元与PC104 ISA总线接口与上位控制机连接；所述单片机单元输出的控制信号及CPLD单元上输出的通用信号通过控制信号输出处理单元与激光调Q驱动器连接；

所述单片机单元通过所述CPLD单元与上位工控机进行数据交互，所述单片机单元接收经CPLD预处理后的外部脉冲信号，进行计数、分频处理，输出用户所需频率、脉宽的控制信号，通过控制信号输出处理单元对激光调Q驱动器进行控制；

所述CPLD单元对所述外部脉冲输入处理单元传输过来的外部运动反馈元件脉冲信号进行脉冲选择和四倍频处理；所述CPLD单元还用于实现所述单片机和PC104 ISA总线接口之间的高速并行通信；

所述外部脉冲输入处理单元用于将外部运动反馈元件的脉冲信号进行光电隔离后传输给CPLD单元；

所述控制信号输出处理单元用于将所述单片机输出的控制信号进行光电隔离、驱动放大后传送给激光调Q驱动器，所述控制信号输出处理单元负责将所述CPLD单元I/O端口的六个通用输出信号进行光电隔离、驱动放大后传送给外部控制电路。

2.根据权利要求1所述的一种激光微加工设备的激光脉冲控制卡，其特征是，所述高速并行通信的实现步骤是：所述CPLD单元将PC104 ISA总线接口上的11位地址总线信号进行译码后与PC104 ISA总线接口上的写信号组成锁存器所需时钟信号，并通过PC104 ISA总线接口上的8位数据总线将上位工控机的数据锁存在CPLD内部，以供单片机单元来读取；所述CPLD单元将PC104 ISA总线接口上的11位地址总线信号进行译码后与PC104 ISA总线接口上的读信号组成缓冲器所需时钟信号，并通过单片机单元上的8位数据总线将单片机单元的程序运行数据存储在CPLD内部缓冲器中，供PC104 ISA总线接口来查询。

3.根据权利要求1所述的一种激光微加工设备的激光脉冲控制卡，其特征是，所述CPLD单元传送给单片机单元的脉冲信号作为单片机内部一个定时/计数器的外部时钟源，所述定时/计数器用于比较器，用于实现脉冲计数、分频功能；所述单片机内部的另一个定时/计数器用作定时器、产生溢出中断，用于实现输出可控脉宽的控制信号。

4.根据权利要求1所述的一种激光微加工设备的激光脉冲控制卡，其特征是，还包括辅助系统单元，所述辅助系统单元包括复位单元和外部时钟单元；所述复位单元用于控制卡进行复位，所述外部时钟单元用于为所述单片机单元和CPLD单元提供输入时钟。

5.根据权利要求1所述的一种激光微加工设备的激光脉冲控制卡，其特征是，所述外部运动反馈元件是增量式旋转编码器和直线光栅尺。

6.一种激光微加工设备的激光脉冲控制方法，其特征是包括以下步骤：

1）上位工控机的指令经由PC104 ISA总线接口和CPLD单元传送给单片机单元；

2）所述CPLD单元接收外部脉冲输入处理单元输入的外部运动反馈元件的脉冲信号，进行脉冲选择、四倍频处理后传送给单片机单元；

3）所述单片机单元根据用户指令，运用其内部定时/计数器所产生的软件中断，对经所述CPLD单元传输的脉冲信号进行计数、分频处理，输出用户所需频率和脉宽的控制信号；

4）所述控制信号经过控制信号输出处理单元传递给激光调Q驱动器。