基于FPGA的机床数控系统主从控制器通信研究.pdfVIP

第 12期 组 合机 床 与 自动化加 工技术 NO．12 2014年 12月 ModularMachineTool AutomaticManufacturingTechnique Dec．2014 文章编号 ：1001—2265(2014)12-0109—04 DOI：10．13462／j．enki．mmtamt．2014．12．029 基于 FPGA的机床数控系统主从控制器通信研究 李剑伟，周晨钟，皮佑国 (华南理工大学 自主系统与网络控制教育部重点实验室，广州 510640) 摘要：针对机床数控系统主从式控制结构的串行通信需求，文章基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)设 计 了实现 RS422串行通信协议的通信接 口。由FPGA完成双通道异步收发器(UART)，双缓冲先进 先出(FIFO)存储器等通信接 口功能，在此基础上完成主控制器和从控制器的串行通信软件设计。通 信实验结果表明，文中提 出的解决方案，实现了机床数控系统主从控制器间的串行通信。 关键词 ：FPGA；串行通信；主从式控制 ；通信协议 中图分类号 ：TH166；TG65 文献标识码 ：A ResearchofNCM achineToolsSystem M aster-slaveControllerConnnuulcationBasedonFPGA LIJian．wei，ZHOUChen—zhong，PIYou．guo (KeyLaboratoryofAutonomousSystemsandNetworkControlMinistryofEducation，SouthChinaUniversityof Technology，Guangzhou510640．China) Abstract：ConsideringoftheCO1TIIBUnicationneedsofNC machinetoolssystem master．slavecontrolstruc． ture，thispaperbasedonfieldprogrammablelogicarray(FPGA)designtoimplementRS422serialcOInlTIU— nicationprotocolcommumicationinterface．FPGA completehteextendedcommunicationinterfacefunction ofdual—channelasynchronoustransceiver(uART)，doublebufferingfirst—infirst-out(FIFO)memory，onhtis basiscompleteddesignhteserialcommunicationsoftwareofmaster—slavecontrollers．Communicationexperi． mentalresultsshow thathteproposed solution implementhteserialcommunication between NC machine toolssystem master—slavecontrollers． Keywords：H ’GA ；seria1communication；master—slaveconrtoller；communicationprotocol 要求较高，如果只利用微控制器本身的串行通信功能， 0 引言 将消耗较多的资源甚至降低系统的实时性。现场可编 制造业现代化 的重要基础是数控技术和数控装 程门阵列 FPGA基于门阵列方式提供可编程资源 ，用 备，数控技术是当今先进制造技术和装备的核心技术。 户可据需要灵活制定 电路，该 电路可以与CPU并行工 数控机床是工作母机 ，是装备制造业的基础 ，反映一个 作而不消耗 CPU资源 。本文用 FPGA实现数控机 国家制造业的基础实力。数控