CPLD在雙軸位置檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用

CPLD在雙軸位置檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 引言

數(shù)控機床的加T精度主要南位置檢測系統(tǒng)的精度決定，位置檢測系統(tǒng)一般包括傳感器(旋轉(zhuǎn)變壓器，光電編碼器，光柵)、四倍頻鑒相電路、計數(shù)電路等，系統(tǒng)通過這些檢測電機的位移和速度，發(fā)出反饋信號，從而構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)控制。形成差值控制電機，進(jìn)而提高機床加工精度。數(shù)控機床位置檢測系統(tǒng)采用模塊化和開放式控制，可減少電路規(guī)模和提高數(shù)控機床的加工精度，形成高密度、高精度的數(shù)控機床。采用數(shù)字電路的傳統(tǒng)位置檢測系統(tǒng)面積龐大、精度不高、發(fā)應(yīng)速度慢，而采用CPLD器件代替數(shù)字電路正好彌補這些缺陷。

2 CPLD簡介和器件選型

利用可編程邏輯器件CPLD(Complex Programable Logic Device)設(shè)計硬件系統(tǒng)非常方便。工程師通過傳統(tǒng)的原理圖輸入法，或是硬件描述語言自由設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)。通過軟件仿真驗證事先設(shè)計的正確性。在PCB完成后，還可利用CPLD在線修改能力，隨時修改設(shè)計而不必改動硬件電路。因此，使用CPLD可大大加快硬件電路設(shè)計進(jìn)程，減少PCB面積，提高系統(tǒng)可靠性。

根據(jù)所需邏輯門數(shù)量以及將與其連接的電路引腳數(shù)，選用ALTERA公司的EPM570T144C5型CPLD，該器件采用TQFP144封裝，內(nèi)部有570個邏輯單元，相當(dāng)于440個宏單元，而此前常用的EPM7128只有128個宏單元。

EPM570T144C5內(nèi)部有2個I／O分區(qū)，共116個通用I／O，引腳延時為8．8 ns，滿足位置檢測系統(tǒng)所需的90多個通用I／O和延時不超過10 ns的設(shè)計要求。

3 位置檢測系統(tǒng)組成

在介紹位置檢測系統(tǒng)前，先簡要介紹伺服電機控制系統(tǒng)(圖1)。CPLD先對伺服電機光電編碼器上發(fā)出的反饋信號進(jìn)行譯碼、四倍頻鑒相計數(shù)，然后將計數(shù)值存入鎖存器，當(dāng)用于電機控制的DSP 控制器對CPLD進(jìn)行讀操作時，CPLD將鎖存器里的計數(shù)值通過三態(tài)門輸出給DSP控制器，由其控制電機的位移和速度。

位置檢測系統(tǒng)采用CPLD器件實現(xiàn)硬件電路功能，用VHDL語言編程實現(xiàn)譯碼器、四倍頻鑒相計數(shù)器、選通器等模塊。圖2為位置檢測系統(tǒng)組成原理圖。圖2 中，光電編碼器A和四倍頻鑒相計數(shù)器A(光電編碼器B和四倍頻鑒相計數(shù)器B)構(gòu)成單軸計數(shù)電路，將兩個單軸計數(shù)電路配合譯碼器、選通器則構(gòu)成雙軸計數(shù)電路，就是用譯碼器控制選通器，以選通兩個計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果并傳輸?shù)娇偩€．總線和選通器之間增加三態(tài)門進(jìn)行控制。這樣就實現(xiàn)雙軸位置檢測。

4 系統(tǒng)設(shè)計

該系統(tǒng)設(shè)計的主要部分為伺服電機控制系統(tǒng)中的位置檢測系統(tǒng)。在Ouartus II開發(fā)環(huán)境下設(shè)計系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計包括四倍頻鑒相計數(shù)器、二四譯碼器和選通器的VHDL程序設(shè)計，如圖3所示。通過圖2所示的原理框圖，將該系統(tǒng)設(shè)計的各個模塊組合起來形成頂層文件，構(gòu)成雙軸的檢測系統(tǒng)。圖3中YMO模塊為譯碼電路，用來選通哪軸輸出，Y0、Y2用來控制計數(shù)器的清零與計數(shù)，Y1控制選通器選通，譯碼器真值表如表1所示。

四倍頻鑒相計數(shù)器的VHDL程序代碼如下：

5 系統(tǒng)仿真

圖4為系統(tǒng)仿真結(jié)果。當(dāng)譯碼器控制信號AB=00時，可看出 A1超前B1，所以軸1正轉(zhuǎn)；B2超前A2所以軸2反轉(zhuǎn)。

三態(tài)門使能信號EN=1時，數(shù)據(jù)選擇器選通G口所對應(yīng)的汁數(shù)器，即軸2，清零F口對應(yīng)計數(shù)器，即對軸1清零。并將計數(shù)結(jié)果傳輸?shù)娇偩€，輸出信號H從FFF 變化到FF8表明軸2反轉(zhuǎn)，因此汁數(shù)器逆向計數(shù)。同時在AB譯碼器控制信號改變時和軸1，軸2正反轉(zhuǎn)的其他情況時，仿真結(jié)果均正確，滿足雙軸位置檢測系統(tǒng)設(shè)計。

6 結(jié)束語

在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，采用 CPLD實現(xiàn)位置檢測系統(tǒng)已成為主流。新一代CPLD產(chǎn)品MAX II EPM570以面積小、集成度高和 GPIO口多等特點使得電路板集成度和抗干擾性都得以提高，方便結(jié)合DSP控制伺服電機位臀?？傊?，CPLD器件的發(fā)展使得邏輯電子電路的設(shè)計更靈活、方便。它將推動數(shù)控機床甚至工業(yè)各領(lǐng)域的發(fā)展。

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2010-07-14 14:04:25

CPLD在DSP系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計

以max700系列為代表!介紹了CPLD在DSP系統(tǒng)中的應(yīng)用實例" 該方案具有一定的普遍適用性"

2010-07-19 17:05:21

基于CPLD的數(shù)控機床位置檢測系統(tǒng)

簡介數(shù)控機床位置檢測系統(tǒng)工作原理，根據(jù)系統(tǒng)原理框圖編寫數(shù)控機床雙軸位置檢測系統(tǒng)的地址譯碼、四倍頻鑒相計數(shù)等VHDL程序，并對系統(tǒng)的硬件設(shè)計進(jìn)行仿真，試驗結(jié)果表明，系

2010-12-27 10:12:56

中圖儀器Novator三軸全自動編程檢測影像儀

中圖儀器Novator三軸全自動編程檢測影像儀采用大理石主體機臺和精密伺服控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮光學(xué)電動變倍鏡頭的高精度優(yōu)勢，三軸全自動可編程檢測，實現(xiàn)復(fù)雜特征批量檢測。 Novator三軸

2024-06-03 14:21:23

CPLD在DSP系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計

摘要：以Altera公司MAX700舊系列為代表，介紹了CPLD在DSP系統(tǒng)中的應(yīng)用實例。該方案具有一定的普遍適用性DSP的速度較快，要求譯碼的速度也必

2006-03-11 17:39:49

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CPLD器件在時間統(tǒng)一系統(tǒng)中的應(yīng)用

CPLD器件在時間統(tǒng)一系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對遙測信號的幀結(jié)構(gòu)的可編程度、集成度的要求越來越高，用于時間統(tǒng)一系統(tǒng)的B碼源的設(shè)計也趨于高度集成化。為了

2009-03-28 16:43:30

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CPLD在多路高速同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

CPLD在多路高速同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用 CPLD(Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器件)是在傳統(tǒng)的PAL、GAL基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，具有多種工作方式

2009-03-28 16:49:00

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位置檢測光纖激光尺設(shè)備

，支持單軸至多軸測量，分辨率可達(dá)10nm，線性精度高達(dá)0.2ppm，為復(fù)雜工業(yè)場景提供精準(zhǔn)、可靠的位置反饋與控制。相比傳統(tǒng)鋼帶尺或玻璃光柵，PLR3000位置檢測

2025-07-23 13:58:44

Lattice CPLD器件的在系統(tǒng)動態(tài)配置

CPLD，實現(xiàn)器件的動態(tài)配置；通過更換存儲器中配置文件，達(dá)到同一器件實現(xiàn)不同功能的目的。這種方法為嵌入式系統(tǒng)升通讀重構(gòu)提供了一種新的思路，將來一定會得到廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞： ISP 在系統(tǒng)可編程技術(shù) 動態(tài)配置 CPLD 引言隨著應(yīng)用的不斷深入，嵌

2009-06-20 10:44:21

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CPLD在遠(yuǎn)程多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：采用VHDL語言和圖形輸入設(shè)計方法，給出了用CPLD在遠(yuǎn)程多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中實現(xiàn)地址譯碼、串口擴展、模塊測試、模數(shù)轉(zhuǎn)換以及高位數(shù)據(jù)處理等功能的具體方

2009-06-20 14:52:11

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CPLD在發(fā)射機控制保護系統(tǒng)中的應(yīng)用

CPLD在發(fā)射機控制保護系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：可編程控制器（PLD）自20世紀(jì)60年代末出現(xiàn)以來，就以其靈活、高效、可靠性高等優(yōu)點受到

2009-07-11 10:37:05

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基于CPLD的電池管理系統(tǒng)雙CAN控制器的設(shè)計

基于CPLD的電池管理系統(tǒng)雙CAN控制器的設(shè)計本文針對整車對電池管理系統(tǒng)提出雙CAN通信的要求，設(shè)計了由CPLD、TMS320LF2407與SJA1000構(gòu)成的雙CAN控制器。文中介紹了其硬件電

2010-01-12 09:51:37

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CPLD在TMS320F2812系統(tǒng)中的應(yīng)用

本系統(tǒng)的開發(fā)采用了 DSP+CPLD 的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)將DSP 較強的數(shù)據(jù)運算能力與CPLD 的高集成性、硬件可重復(fù)編程性結(jié)合在一起，使系統(tǒng)的設(shè)計過程更加的合理、緊湊和簡化

2011-06-14 10:28:20

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單軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)在排線裝置中的應(yīng)用

Sinamics S110/120 AC/AC單軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)是西門子公司繼S120 DC/AC 多軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)之后很快推出的2款高性能單軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)。兩者都集成了位置環(huán)，功能強大的I/O接口及通訊口，共用相同

2011-07-17 11:28:45

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感應(yīng)無線位置檢測系統(tǒng)設(shè)計

引言感應(yīng)無線位置檢測是通過安裝在移動機車上的天線箱中的感應(yīng)線圈與敷設(shè)在地面軌道旁的編碼電纜中傳輸對線之間的電磁感應(yīng)，檢測感應(yīng)信號的相位與幅度，從而得到移動機車的位

2011-07-24 11:21:45

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PLC實現(xiàn)雙軸伺服太陽能跟蹤系統(tǒng)

為了更充分、高效地利用太陽能, 設(shè)計了基于PLC的雙軸伺服太陽能跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用視日運動軌跡跟蹤方案, 控制器根據(jù)相關(guān)的公式和參數(shù)計算出白天太陽的位置, 再將高度角和方位

2011-09-02 17:36:30

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高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中CPLD的應(yīng)用

CPLD在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用! 介紹了高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體框架分析了其中的通用部分CPLD系列產(chǎn)品的特點及其開發(fā)軟件.CPLD根據(jù)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的需要VHDL語言的形式,介紹了由

2011-12-17 00:12:00

QBotix推出雙軸太陽能跟蹤系統(tǒng)

近日，位于美國加州門洛帕克時的QBotix公司推出了QBotix跟蹤系統(tǒng)（QTS），這是一款雙軸跟蹤系統(tǒng)，使用移動式機器人動態(tài)地運營太陽能發(fā)電廠。據(jù)該公司稱，QTS和傳統(tǒng)單軸跟蹤系統(tǒng)價格

2012-09-10 15:25:29

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基于單片機的雙軸太陽能跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計

為了解決太陽能工程項目中光伏效率不高的問題，設(shè)計了雙軸太陽能跟蹤裝置，該系統(tǒng)采用視日軌跡跟蹤方案。文中著重分析了雙軸跟蹤的原理及其系統(tǒng)組成，利用光伏元件和STC89C52單

2013-08-20 14:14:27

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CPLD在固態(tài)高功放控制檢測單元中的應(yīng)用

CPLD在固態(tài)高功放控制檢測單元中的應(yīng)用。

2016-01-04 15:26:58

復(fù)雜可編程邏輯器件_CPLD_在DSP交流電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

復(fù)雜可編程邏輯器件_CPLD_在DSP交流電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2016-04-15 18:06:15

CPLD在交流電機控制系統(tǒng)中的測速應(yīng)用

CPLD在交流電機控制系統(tǒng)中的測速應(yīng)用。

2016-04-22 11:55:13

CPLD在雷達(dá)測距機中的應(yīng)用

CPLD在雷達(dá)測距機中的應(yīng)用，又需要的下來看看

2016-12-16 22:23:00

120噸雙軸伺服壓機載荷閉環(huán)檢測與控制

構(gòu)造變形與物理場實驗研究常采用雙軸臥式壓機對巖石樣品進(jìn)行壓力加載，從而研究巖石變形或者粘滑時的物理特性變化。雙軸臥式壓機采用全橋應(yīng)變片式的載荷傳感器來檢測壓力加載過程中的載荷變化量，壓機可加載至

2017-11-02 10:33:41

旋轉(zhuǎn)位置傳感器在智能灌溉中的噴灑系統(tǒng)里有什么應(yīng)用？

智能灌溉系統(tǒng)中需要用到各種傳感器，其中旋轉(zhuǎn)位置傳感器用于噴灑系統(tǒng)中，位置傳感器能檢測灑水裝置在進(jìn)行灌溉作業(yè)時的角度范圍，從而確認(rèn)裝置正在定向噴灑還是360度噴灑。

2018-07-23 12:59:00

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感應(yīng)無線位置檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[圖]

摘要：在有軌機車自動控制中，需要對移動機車位置進(jìn)行精確測量，為此設(shè)計了一套感應(yīng)無線位置檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于電磁感應(yīng)原理，通過檢測天線箱線圈與編碼電纜的感應(yīng)電動勢相位和幅度，得到移動機車的位置

2018-01-19 20:58:02

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永磁同步電機初始位置檢測方法

針對無位置傳感器內(nèi)置式永磁同步電機（ IPMSM）初始位置檢測中，傳統(tǒng)的基于凸極跟蹤的短脈沖電壓注入法難以確定脈沖寬度和幅值、實現(xiàn)困難、二次諧波分量法信噪比低的缺點，提出一種基于無濾波器方波信號注入

2018-01-29 15:35:34

PID控制在交流位置伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用

對于交流位置伺服控制系統(tǒng)而言，采用基于pc機的開發(fā)平臺，用常規(guī)的pid調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，只要參數(shù)整定適當(dāng)，加之系統(tǒng)的機械精度（運動軸、齒輪、電機絲杠傳動化）控制在一定誤差范圍內(nèi)，電氣控制精度（編碼器脈沖）就可得到提高

2018-02-08 19:20:09

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數(shù)控機床位置檢測系統(tǒng)設(shè)計及CPLD器件在其的應(yīng)用介紹

數(shù)控機床的加T精度主要南位置檢測系統(tǒng)的精度決定，位置檢測系統(tǒng)一般包括傳感器（旋轉(zhuǎn)變壓器，光電編碼器，光柵）、四倍頻鑒相電路、計數(shù)電路等，系統(tǒng)通過這些檢測電機的位移和速度，發(fā)出反饋信號，從而構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)控制。

2019-04-23 08:03:00

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基于CPLD的測試系統(tǒng)接口設(shè)計

介紹了一種用CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)作為核心控制電路的測試系統(tǒng)接口，通過時cPLD和竹L電路的比較及cPLD在系統(tǒng)中實現(xiàn)的強大功能，論述了CPLD在測試系統(tǒng)接口中應(yīng)用的可行性和優(yōu)越性，簡單介紹

2019-01-01 16:18:00

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FPGA CPLD中的Verilog設(shè)計小技巧

FPGA CPLD中的Verilog設(shè)計小技巧(肇慶理士電源技術(shù)有限)-FPGA CPLD中的Verilog設(shè)計小技巧? ? ? ? ? ? ? ? ?

2021-09-18 16:49:18

雙軸遙感按鍵簡介

在控制物體移動方面，像控制智能小車、平衡車、四軸飛控，雙軸遙感按鍵遠(yuǎn)比按鍵要實用，而且引腳少，程序編寫簡單，是時候該放棄對按鍵的使用了，來看看雙軸遙感按鍵吧！

2022-08-10 09:13:06

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使用一維位置傳感器測量第二個軸

使用我們的電感式位置傳感器LX3302A，您可以添加第二個軸的測量。在描述如何完成之后，我們將介紹在您的兩軸傳感器設(shè)計中實現(xiàn)它的步驟。

2023-04-20 09:30:32

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CODESYS可視化案例—雙軸位置同步控制

在運動控制過程中，有時需要控制兩個運動軸在某個特定位置進(jìn)行調(diào)整，最終主從軸在另外一個特定的位置達(dá)到運動的同步。

2023-10-18 14:31:35

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CPLD在臭氧電源中的應(yīng)用

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《CPLD在臭氧電源中的應(yīng)用.pdf》資料免費下載

2023-10-19 10:37:01

CPLD在雷達(dá)發(fā)射機控制檢測單元中的應(yīng)用

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《CPLD在雷達(dá)發(fā)射機控制檢測單元中的應(yīng)用.pdf》資料免費下載

2023-10-25 14:10:44

CPLD在電力電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

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2023-10-31 11:32:25

三軸加速度傳感器在跌倒檢測中的應(yīng)用

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2023-11-22 10:53:41

三軸加速度傳感器在跌倒檢測中應(yīng)用說明

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2023-11-22 14:27:07

雙軸傾角傳感器的工作原理雙軸傾角傳感器可檢測什么

雙軸傾角傳感器的工作原理雙軸傾角傳感器可檢測什么? 雙軸傾角傳感器是一種用于測量物體傾斜角度的傳感器。它由兩個獨立的單軸傾角傳感器組成，可以在水平和垂直方向上同時檢測物體的傾角。雙軸傾角傳感器

2024-01-03 17:13:26

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雙極鎖存霍爾開關(guān)AH401F（SS40A）在角位置檢測中應(yīng)用

2024-05-30 10:00:54

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開關(guān)電源電流檢測電阻在什么位置

，與負(fù)載并聯(lián)。在實際應(yīng)用中，電流檢測電阻的位置可能會有所不同，但基本原理和作用是相同的。位置選擇原則在選擇電流檢測電阻的位置時，需要考慮以下幾個方面：（1）檢測精度：電流檢測電阻的位置應(yīng)盡可能靠近負(fù)載，以減少線

2024-08-02 09:56:18

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電動自行車應(yīng)用中的位置檢測

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《電動自行車應(yīng)用中的位置檢測.pdf》資料免費下載

2024-09-03 11:50:43

探秘雙軸蝸輪蝸桿云臺中的馬達(dá)驅(qū)動方案

在科技飛速發(fā)展的今天，雙軸蝸輪蝸桿云臺憑借其出色的性能，在眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。而其中的馬達(dá)驅(qū)動方案更是這一系統(tǒng)的核心所在。接下來，讓我們一同深入探究馬達(dá)驅(qū)動方案在雙軸蝸輪蝸桿云臺中的技術(shù)

2024-09-24 17:52:18

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什么是雙軸傾角傳感器

魅力。一、雙軸傾角傳感器的工作原理雙軸傾角傳感器是一種用于測量物體在兩個不同軸線上傾斜角度的裝置。其工作原理主要基于內(nèi)部的加速度計和陀螺儀進(jìn)行測量和計算。加速度計通過檢測物體的加速度來推導(dǎo)出傾斜角度，而

2024-11-26 16:58:59

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CPLD 在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用

在現(xiàn)代電子設(shè)計領(lǐng)域，復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）因其靈活性、成本效益和快速開發(fā)周期而在嵌入式系統(tǒng)中扮演著重要角色。 1. CPLD簡介 CPLD是一種集成電路，其內(nèi)部包含可編程邏輯塊和可編程互連

2025-01-23 09:50:33

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