基于USB2．0的运动控制系统研究与开发.pdfVIP

学兔兔 第1期 (总第l52期) 机 械 工程 与 自动 化 No．1 2oo9年2月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N Feb． 文章编号：l672—6413(2()O9)O1一Ol27—02 基于USB 2．O的运动控制系统研究与开发 杨代华，赵 帅，易江涛 (中国地质大学机械与电子工程学院，湖北 武汉 43 0(】74) 摘要：结合运动控制系统的典型功能，开发了基于UsB2．O的运动控制系统，根据USB通信的特点提出了一 种应用于数控系统的通信方法，并对USB通信的软件设计作了详细的说明。系统采用了带有UsB设备控制器 的C8O5lF32O单片机，具有丰富的内部资源，可以很好地满足实际需要。 关键词：USB；C8051F32O；运动控制 中图分类号：TP273 文献标识码：A 0 引言 片内的UsB功能控制模块符合usB2．o规范，可在全 罱 基于PC的数控系统(PcNc)，常用的传输方式是 速或低速下运行，并具有1kB USB缓存、集成收发器， 在并行端口插入单板机或运动传输卡等板卡对机床进 可以与Pc机即插即用。并且芯片内部自带AD和 行实时控制。采用板卡不仅安装麻烦，容易受机箱内 DA，使用方便，同时该芯片具有ISP功能，使设备的 环境的干扰，而且受计算机插槽数量和地址的限制，不 现场调试和更新换代非常方便。 可能挂接很多设备。而通用串行总线(universal serial Bus，简称USB)的出现，很好地解决了以上这些矛盾， 脉冲 能够很容易地实现低成本、高可靠性、多点数据传输 方向 和数据监控控制，并且它具有纠错能力强、速度快、不 占用系统资源、驱动程序开发简单的特点，较好地满 报警 行程 足了现代数控系统的要求。本文设计的基于USB的运 原点 动控制系统可以控制三轴二联动，是将传统设备的优 点和计算机的强大处理能力结合设计而成的。 l 基于USB2．0的运动控制系统组成 通用 图1为运动控制系统结构框图，本系统主要由下 I／O 位机的接口控制卡、I／()子卡、基于PC机的人机界面 图 l 运动控制系统结构框图 以及用于连接上位机和下位机的UsB网络组成。 Pc机预先确定运动轨迹，把从每一起始位置到 复L 一1长线驱动广l1 高速光祸 r 蔷凳 萼 目标位置的距离折算成电机的步数，将运动轨迹进行 位 『一 匕-厂而 两_广— ] 图形化和量化，并同步将电机转向和转速参数通过 U 微控