[实用新型]一种基于DSP的运动控制卡

说明书

本实用新型提供一种基于DSP的运动控制卡，包括与USB控制电路相连的DSP控制电路，及PC机，USB控制电路通过USB接口与PC机相连；其中，USB控制电路包括电源电路、USB控制电路的USB接口电路、USB控制电路的JTAG电路、USB控制电路的I2C电路、USB控制电路的复位电路、USB控制电路的时钟电路；电源电路，端口DC1的+端口接单刀双掷开关K3一端，单刀双掷开关另一端接D5V输入，端口DC1的另一端口接地。本实用新型提供一种基于DSP的运动控制卡，结合数据处理能力及功能结构强大的DSP芯片TMS320F2812共同构成了具有创新性的新一代运动控制系统。

技术领域

本实用新型属于控制装置技术领域，尤其涉及一种基于DSP的运动控制卡。

背景技术

随着现代科学技术的进步，运动控制技术发展的运动控制系统已经成为当今制造行业中一个相当重要的部分，不仅在机床行业发挥了重要作用，在越来越多的行业中也占有非常重要的地位。但对机床而言，传统的运动控制系统由于自身特性的限制，已不能满足现代工业的要求，而具有可扩展性、互操作性、可伸缩性、可互换性等特点的开放式运动控制系统，则成为了21世纪机床运动控制技术的主要发展方向。

在国内，传统机床的运动控制系统采用比较多的还是基于ISA总线开发的或者是简单的从ISA总线转换到PCI总线的系统，其运算速度和数据的传输速度在一定程度上已经不能满足当前机床运动控制发展的要求。近年来，为改变这一现状，“PC+运动控制卡”的机床控制系统应运而生，这是目前国内外较为实用和流行的一种类型，它基于PC机信息处理平台，利用PCI、USB、RS485/RS232等通信总线将运动控制卡系统嵌入到PC机，有机结合了PC机的信息处理能力和运动控制卡系统的开放性，具有开放程度高、信息处理能力强、通用性良好的优点，能对机床进行高效、快速、准确的运动控制。这类控制系统的运动控制卡一般以单片机或微处理器、专用芯片(ASIC)，甚至DSP或FPGA作为核心处理器的。

现有背景技术：

技术一：期刊论文《仪器技术与传感器》2012年8期，“嵌入式计算机和DSP在电火花线切割机床中的应用”，该论文中也采用“PC+运动控制卡”的设计理念，以TMS320F2812为核心的DSP运动控制板卡通过PIC总线通信的方式与PC机完成数据的交换，再通过该运动控制卡完成对电火花线切割机床的运动控制。

该技术以DSP TM320F2812作为运动控制的核心，通过一个双端口SRAM芯片IDT7183与PCI端口芯片 PCI9052连接，PCI9052用94LC46作为EEPROM芯片，最后通过嵌入式计算机的PCI接口与运动控制卡通信，完成数据交互，实现对机床轴的运动控制进而实现工件的插补切割。其系统总体框图及芯片连接图如图1,及图2。

该技术存在的不足为：

(1)该技术采用PCI总线通信，PCI通信相较于USB通信其适用性及通用性不强。PCI通信要求计算机必须有一个PCI/32位总线接口，而现在携带方便的笔记本电脑基本不配备该接口，更多的是USB接口，从而限制了它的通用性及使用范围，也给机床等设备的现场安装、调试带来一定的局限性和不方便性。

(2)PCI接口不能热插拔，总线负载较少，不能超过7个，引脚数也少，难以扩展I/0接口，PCI总线的插座为槽式结构，不坚固，散热不良，采用共享总线机制，会出现总线竞争问题。

(3)该设计中PCI总线传输速率仅为132M/S。

技术二：期刊论文《自动化技术与应用》2014年9期，“基于DSP与USB接口的多轴运动控制系统开发”，该设计采用USB2.0标准通信总线(其对应使用Cypress(塞普拉斯)公司FX2系列中的CY7C68013A 芯片)完成PC机与DSPTMS320F2812控制系统的数据交互，再通过TMS320F2812控制系统完成对轴的控制。