基于FPGA的新型激光打标控制系统的设计1引言2硬件描述语言3.PDF

电子发烧友 电子技术论坛 基于 FPGA 的新型激光打标控制系统的设计 汪绍荣, 罗三强 ( 宜春学院 网络管理中心 江西 336000) 摘要: 运动控制技术是一个非常热门的技术，存在于社会的各个行业，加紧对运用于激光行 业的基于 FPGA 的控制系统的研发工作是非常重要。本文详细的介绍了利用FPGA 所实现 的激光打标控制系统中的各个功能模块单元的具体实现，利用 FPGA 的现场可编程和快速 可擦写的特性，实现了占空比(0 ％~100 ％)和频率(100HZ~20KHZ)可调的 PWM 波输出，实 现了对激光打标的实时精确控制。 关键字: FPGA；模块设计；PWM 波；HDL Design of New LASER Marking Control System based on FPGA WANG Shaorong, LUO Sanqiang ( Yichuan University, Jiangxi 336000) Abstract: Motion control technology is commonly used in different fields as a hot technology. Doing some research on the control system based on FPGA used in the laser field is becoming more and more important. All the function module of the real-time power control system is designed in detail. It has realized the PWM wave output which its frequency rang between 100HZ and 20KHZ and its occupancy range is from 0 to 100%by use of FPGA and implements the real-time accurate laser power control. Keywords: FPGA; Module Design; PWM; HDL 中图分类号：TP29 文献标识码：A 1 引言 随着中国经济快速发展和国内“全球制造基地”规模的迅速扩大，中国也将迅速成为全 球激光器和激光加工设备应用的重要市场，激光加工控制系统的作用显得尤为重要。作为一 个开放式的激光加工控制系统，在结构上必须具备很好的可扩展性，在功能上也必须具备很 好的实用性。由于FPGA 具有出色的逻辑事务处理能力，因此它可以替代DSP 核心控制器 完成部分功能，减轻DSP 的负担，将DSP 的功能充分开放。将一些数字电路集成在一起， 可以使一些分离原部件整合起来，提高系统的可靠性。本文介绍了一种新型激光打标控制系 统的设计与实现。 2 硬件描述语言 硬件描述语言(HDL)是一种用文本形式描述和设计电路的语言，利用语言来描述硬件设 计的思想，然后利用相关的EDA 工具进行仿真，并自动综合到门级电路，再用CPLD 或FPGA 实现其功能。它能比电路原理图更有效地表达硬件电路的特征。随着EDA 技术的发展和进 步，硬件描述语言成为设计者们的首选设计语言。本系统采用的是硬件描述语言中的veri1og 语言。 3 FPGA 功能模块实现 3.1 FPGA 与 DSP 的接口设计 FPGA 在整个激光加工系统中的作用有三个方面:一是与DSP 的连接即与DSP 进行通信; 二是对DSP 的接口进行的扩展;三是将DSP 中计算得到的数据通过FPGA 所实现的相应逻辑 功能单元直接输出以控制加工系统。 在FPGA 与DSP 的接口设计中利用了DSP 的12 位地址总线，因为在整个设计中与DSP 电子发烧友 电子技术论坛 相连的有很多外围的模块单元，譬如AD 模块单元、DART 模块