1概述

PC機(jī)與多臺(tái)單片機(jī)構(gòu)成小型的分布式測(cè)控系統(tǒng)已在工業(yè)控制、生產(chǎn)管理中得到了廣泛的應(yīng)用。在這類應(yīng)用系統(tǒng)中，PC機(jī)多作為上位機(jī)通過直接查詢來控制各從機(jī)。由于PC機(jī)本身還要進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)錄入、越限報(bào)警、報(bào)表打印等任務(wù)，因此，當(dāng)從機(jī)數(shù)目過多時(shí)，上位機(jī)頻繁地響應(yīng)從機(jī)的中斷，并在一定時(shí)間內(nèi)等待和接收數(shù)據(jù)這極大地影響了PC機(jī)的工作效率。為了提高上位機(jī)的工作效率，筆者在PC機(jī)與各個(gè)智能模塊間增加了一塊用AT89C51作為微控制器的通信控制卡。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)3級(jí)分級(jí)控制系統(tǒng)，通信控制卡位于中間層，它是系統(tǒng)控制、管理的中樞。

2通信控制卡硬件電路

在本系統(tǒng)中，通信控制卡采用查詢方式對(duì)下位機(jī)的各智能模塊進(jìn)行查詢，該智能模塊由AT89C51控制的電量、溫度、液位、開關(guān)量采集板構(gòu)成，它們分別可獨(dú)立完成各自的數(shù)據(jù)采集和處理任務(wù)。當(dāng)處于被查詢狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)可采用中斷方式與通信卡進(jìn)行通信。通信卡依次為人機(jī)完成各種數(shù)據(jù)處理任務(wù)提供各種數(shù)據(jù)和控制命令，然后把它們統(tǒng)一打包上傳給上位機(jī)，從而使上位機(jī)可以對(duì)其進(jìn)行顯示、加工和處理，并形成各種報(bào)表。

該系統(tǒng)的硬件接口電路如圖1所示。其中控制卡的核心芯片是AT89C51，它利用本身自帶的串口與各智能模塊間通過多機(jī)通信方式3進(jìn)行總線式多機(jī)通信。為了同時(shí)能與PC進(jìn)行通信，另一端通過8251A的擴(kuò)展串口與PC相連。即要求8251A芯片的接收數(shù)據(jù)線RXD（腳3）及發(fā)送數(shù)據(jù)線TXD（腳19）通過MAX232與PC相連這是因?yàn)殡娖睫D(zhuǎn)換器8251A的輸入、輸出均為TTL電平，而通過電平轉(zhuǎn)換器可將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232C標(biāo)準(zhǔn)電平以便與PC進(jìn)行通信。

8251A芯片的時(shí)鐘輸入線CLK可為其提供定時(shí)信號(hào)。在異步方式時(shí)，CLK的頻率至少應(yīng)大于8251A內(nèi)接收器或發(fā)送器輸入頻率的4．5倍。其引腳RXC（腳25）為接收器時(shí)鐘，它的作用是控制字符的發(fā)送速率，其時(shí)鐘可使用8253產(chǎn)生的合適時(shí)鐘頻率。在異步方式中，引腳RXC和TXC（即接收、發(fā)送時(shí)鐘）為波特率的16倍。該控制卡中擴(kuò)展的8kBRAM可分別開辟4個(gè)不同的存儲(chǔ)電量采集板的數(shù)據(jù)，處理時(shí)可以將它們一起送到PC。

摘要：簡(jiǎn)要介紹了基于CompactPCI總線的熱插拔通用運(yùn)動(dòng)控制卡的硬件結(jié)構(gòu)，并對(duì)CompactPCI總線接口的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論，提出了電氣措施和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)控制CompactPCI總線PCI9030熱插拔

近年來，隨著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展及其對(duì)硬件可靠性要求的提高，特別是帶有多個(gè)運(yùn)動(dòng)控制卡的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡提出了新的要求。運(yùn)動(dòng)控制卡應(yīng)具有帶熱插拔功能的CompactPCI總線接口。在這樣的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，采用可靠性高的嵌入式系統(tǒng)軟件，上位機(jī)只需對(duì)被控對(duì)象實(shí)施總體的控制和管理；而位置反饋信號(hào)的采集、閉環(huán)控制的計(jì)算及控制量的輸出則均可由以DSP為核心的運(yùn)動(dòng)控制卡完成，極大地提高了運(yùn)算速度和控制響應(yīng)速度。通過帶熱插拔功能的CompactPCI總線接口的上下機(jī)聯(lián)接，使系統(tǒng)具有更高的可靠性和帶電更換故障板卡的能力。

1CompactPCI接口總線概述

CompactPCI接口總線定義了更加堅(jiān)固耐用的PCI版本。在電氣、邏輯和軟件方面，它與PCI標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。CompactPCI接口卡安裝在支架上，并使用標(biāo)準(zhǔn)的Eurocard外型。CompactPCI雖然與標(biāo)準(zhǔn)PCI屬同一標(biāo)準(zhǔn)，二者還是有很大的不同。CompactPCI相對(duì)PCI來講具有很多優(yōu)點(diǎn)：(1)具有更好的機(jī)械特性。它增強(qiáng)了PCI系統(tǒng)在電信或其它條件惡劣的工業(yè)環(huán)境中的可維護(hù)性和可靠性。(2)采用Eurocard封裝，系統(tǒng)中氣流均勻。(3)CompactPCI連接器的電源和信號(hào)引線支持熱插拔規(guī)范，這對(duì)于容錯(cuò)系統(tǒng)是非常重要的，也是標(biāo)準(zhǔn)PCI所不能實(shí)現(xiàn)的功能。(4)總線易于擴(kuò)展，可同時(shí)支持多達(dá)256個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI總線設(shè)備。(5)CompactPCI背板的連接器插針分為長(zhǎng)針、中長(zhǎng)針和短針。長(zhǎng)針是一些電源針，最短的針是BD-SEL#，其它總線信號(hào)和部分電源信號(hào)是中長(zhǎng)針。連接器插槽J1插孔有長(zhǎng)針插孔、中長(zhǎng)針和短針插孔，而J2插槽都是中長(zhǎng)針插孔。

2系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)概述

摘要：介紹了在系統(tǒng)可編程（ISP）器件及其優(yōu)點(diǎn)，分析了PC多軸運(yùn)動(dòng)控制卡關(guān)鍵電路的作原理，并由高密度的ISP器件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的電路完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：在系統(tǒng)可編程雙口RAM多軸運(yùn)動(dòng)控制卡

當(dāng)今，數(shù)控系統(tǒng)正在朝著高速度、高精度以及開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，而高速度、高精度是通過控制執(zhí)行部件（包括運(yùn)行控制卡及伺服系統(tǒng)）來保證的。以往的運(yùn)動(dòng)控制卡主是基于單片機(jī)和分立數(shù)字電路制作的，用以實(shí)現(xiàn)位置控制、光柵信號(hào)處理等功能。由于器件本身執(zhí)行速度慢、體積大、集成度低，并且結(jié)構(gòu)固定，電路制作完成以后，無法改變其功能和結(jié)構(gòu)。采用在系統(tǒng)可編程技術(shù)，應(yīng)用ispLSI器件開發(fā)的PC——DSP多軸運(yùn)動(dòng)控制卡，能夠完全解決上述問題，適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的需要。

1ISP器件及其優(yōu)點(diǎn)

ISP（In-SystemProgrammability）器件，是美國Lattice半導(dǎo)體公司于20世紀(jì)90年代初開發(fā)出的一種新型高密高速的現(xiàn)場(chǎng)可編程數(shù)字電路器件，具有在系統(tǒng)可編程能力和邊界掃描測(cè)試能力，非常適合在計(jì)算機(jī)、通信、DSP系統(tǒng)以及遙測(cè)系統(tǒng)中使用。

在系統(tǒng)可編程技術(shù)與傳統(tǒng)邏輯電路設(shè)計(jì)比較，其優(yōu)點(diǎn)在于：（1）實(shí)現(xiàn)了在系統(tǒng)編程的調(diào)試，縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本。（2）無需使用專門的器件編程設(shè)置，已編程器件無須倉庫保管，避免了復(fù)雜的制造流程，降低了現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)成本。（3）使用ISP器件，不僅能夠在可重構(gòu)器件的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)自己的系統(tǒng)，還可以在不改變輸入、輸出管腳的條件下，隨時(shí)修改原有的數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，真正實(shí)現(xiàn)了硬件電路的“軟件化”，將器件編程和調(diào)試集中到生產(chǎn)最終電路板的測(cè)試階段，使系統(tǒng)調(diào)試數(shù)字系統(tǒng)硬件現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)變得容易而且便宜[1]。

摘要：設(shè)計(jì)了一種步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過運(yùn)動(dòng)控制卡產(chǎn)生脈沖和方向信號(hào)。用MicrosoftVisualBasic編輯界面程序。調(diào)用控制卡中的運(yùn)動(dòng)函數(shù)庫，動(dòng)態(tài)改變脈沖頻率，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，從而在開環(huán)控制狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。既提高了實(shí)時(shí)性和快速性，又方便實(shí)用。

關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)；運(yùn)動(dòng)控制卡；開環(huán)控制

1引言

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的上位控制方案一般有單片機(jī)系統(tǒng)、專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制PLC、專用控制系統(tǒng)和“PC＋運(yùn)動(dòng)控制卡”。采用單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制，成本較低，但開發(fā)難度較大，周期長(zhǎng)。這種方案一般適用于產(chǎn)品批量較大、控制系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單、有單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的用戶。許多品牌的PLC都可選配定位控制模塊，有些PLC的CPU單元本身就具有運(yùn)動(dòng)控制功能，如松下公司的FP0。這種方案一般適用于運(yùn)動(dòng)過程比較簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)軌跡固定的設(shè)備，如送料器、自動(dòng)焊機(jī)等。專用控制系統(tǒng)一般是針對(duì)專用設(shè)備或?qū)Ｓ眯袠I(yè)，比如西門子公司的車床數(shù)控系統(tǒng)和銑床數(shù)控系統(tǒng)等?！癙C＋運(yùn)動(dòng)控制卡”的方案隨著PC的普及用得越來越多，將是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)。這種方案可充分利用計(jì)算機(jī)資源，用于運(yùn)動(dòng)過程、機(jī)械軌跡都比較復(fù)雜，而且柔性比較強(qiáng)的機(jī)器設(shè)備，比如目前很熱門的開放式數(shù)控系統(tǒng)大多采用這種方案。

本文介紹的控制系統(tǒng)采用的就是“PC＋運(yùn)動(dòng)控制卡”方案，這是本文的主要內(nèi)容。

2系統(tǒng)組成及硬件介紹

一、用單片機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。

此系統(tǒng)由單片機(jī)芯片、外圍擴(kuò)展芯片以及通過搭建外圍電路組成。在“位置控制”方式時(shí)，通過單片機(jī)的I/O口發(fā)數(shù)字脈沖信號(hào)來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)行走；“速度控制”方式時(shí)，需加D/A轉(zhuǎn)換模塊輸出模擬量信號(hào)達(dá)到控制。此方案優(yōu)點(diǎn)在于成本較低，但由于一般單片機(jī)I/O口產(chǎn)生脈沖頻率不高，對(duì)于分辨率高的執(zhí)行機(jī)構(gòu)尤其是對(duì)于控制伺服電機(jī)來說，存在速度達(dá)不到，控制精度受限等缺點(diǎn)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制復(fù)雜的場(chǎng)合，例如升降速的處理，多軸聯(lián)動(dòng)，直線、圓弧插補(bǔ)等功能實(shí)現(xiàn)起來都需要自己編寫算法，這必將帶來開發(fā)起來難度較大，研發(fā)周期較長(zhǎng)，調(diào)試過程煩瑣，系統(tǒng)一旦定型不太容易擴(kuò)充功能、升級(jí)、柔性不強(qiáng)等問題。因此這種方案一般適用于產(chǎn)品批量較大、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單、且有豐富的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的用戶。

二、采用專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制PLC來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。

目前，許多品牌的PLC都可選配定位控制模塊，有些PLC的CPU單元本身就具有運(yùn)動(dòng)控制功能（如松下NAIS的FP0，F(xiàn)PΣ系列），包括脈沖輸出功能，模擬量輸出等等。使用這種PLC來做運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的上位控制時(shí)，可以同時(shí)利用PLC的I/O口功能，可謂一舉兩得。PLC通常都采用梯形圖編程，對(duì)開發(fā)人員來說簡(jiǎn)單易學(xué)，省時(shí)省力。還有一點(diǎn)不可忽視，就是它可以與HMI（人機(jī)界面）進(jìn)行通訊，在線修改運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如軸號(hào)，速度，位移等。這樣整個(gè)控制系統(tǒng)中從輸入到控制再到顯示，非常便利。一方面將界面友好化，另一方面將控制系統(tǒng)的成本從整體上節(jié)省了。但具有脈沖輸出功能的PLC大多都是晶體管輸出類型的，這種輸出類型的輸出口驅(qū)動(dòng)電流不大，一般只有0.1~0.2A。在工業(yè)生產(chǎn)中，作為PLC驅(qū)動(dòng)的負(fù)載來說，很多繼電器開關(guān)的容量都要比這大，需要添加中間放大電路或轉(zhuǎn)換模塊。與此同時(shí)，由于PLC的工作方式（循環(huán)掃描）決定了它作為上位控制時(shí)的實(shí)時(shí)性能不是很高，要受PLC每步掃描時(shí)間的限制。而且控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜軌跡的動(dòng)作就不太容易實(shí)現(xiàn)，雖說有的PLC已經(jīng)有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)功能，但由于其本身的脈沖輸出頻率也是有限的（一般為10K~100K），對(duì)于諸如伺服電機(jī)高速高精度多軸聯(lián)動(dòng)，高速插補(bǔ)等動(dòng)作，它實(shí)現(xiàn)起來仍然較為困難。這種方案主要適用于運(yùn)動(dòng)過程比較簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)軌跡固定的設(shè)備，如送料設(shè)備、自動(dòng)焊機(jī)等。

三、采用專用數(shù)控系統(tǒng)作為上位控制。

專用的數(shù)控系統(tǒng)一般都是針對(duì)專用設(shè)備或?qū)Ｓ眯袠I(yè)而設(shè)計(jì)開發(fā)生產(chǎn)的，像專用車床數(shù)控系統(tǒng)，銑床數(shù)控系統(tǒng)，切割機(jī)數(shù)控系統(tǒng)等等。它集成了計(jì)算機(jī)的核心部件，輸入、輸出外圍設(shè)備以及為專門應(yīng)用而開發(fā)的軟件。由于是“專業(yè)對(duì)口”，人們可以盡情發(fā)揮“拿來主義”。不需要進(jìn)行什么二次開發(fā)，對(duì)使用者來說只需通過熟悉過程達(dá)到能操作的目的就行。在這方面，國外知名品牌的產(chǎn)品在我國制造行業(yè)中早已占領(lǐng)了了領(lǐng)地，如西門子，法那克，法格，海寶等等。當(dāng)然，之所以它們能大規(guī)模廣泛地被采用和這種專用數(shù)控系統(tǒng)，是因?yàn)槠涔δ茇S富，性能穩(wěn)定可靠。但為之付出的代價(jià)就是高成本。因此，適用于控制要求較高且產(chǎn)品檔次較高的數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)廠家和使用者。

摘要：信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場(chǎng)新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)使信息和智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場(chǎng)大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命……

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)上位控制單元方案

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場(chǎng)新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)使信息和智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場(chǎng)大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。隨著計(jì)算機(jī)電子電力和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面起著極大的作用。在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展。

在一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中“上位控制”和“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”是系統(tǒng)中舉足輕重的兩個(gè)組成部分。“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”部分一般不外乎：步進(jìn)電機(jī)，伺服電機(jī)，以及直流電機(jī)等。它們作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)刀具或工件動(dòng)作，我們稱之為“四肢”；“上位控制”單元的方案主要有四種：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)，專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制PLC，PC+運(yùn)動(dòng)控制卡，專用控制系統(tǒng)?！吧衔豢刂啤笔恰爸笓]”執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的，我們也稱之為“大腦”。以下，我們將分述系統(tǒng)中的“大腦”中的各個(gè)部分，并詳盡地論述“PC+運(yùn)動(dòng)控制卡”方案。

一、用單片機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。

此系統(tǒng)由單片機(jī)芯片、外圍擴(kuò)展芯片以及通過搭建外圍電路組成。在“位置控制”方式時(shí)，通過單片機(jī)的I/O口發(fā)數(shù)字脈沖信號(hào)來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)行走；“速度控制”方式時(shí)，需加D/A轉(zhuǎn)換模塊輸出模擬量信號(hào)達(dá)到控制。此方案優(yōu)點(diǎn)在于成本較低，但由于一般單片機(jī)I/O口產(chǎn)生脈沖頻率不高，對(duì)于分辨率高的執(zhí)行機(jī)構(gòu)尤其是對(duì)于控制伺服電機(jī)來說，存在速度達(dá)不到，控制精度受限等缺點(diǎn)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制復(fù)雜的場(chǎng)合，例如升降速的處理，多軸聯(lián)動(dòng)，直線、圓弧插補(bǔ)等功能實(shí)現(xiàn)起來都需要自己編寫算法，這必將帶來開發(fā)起來難度較大，研發(fā)周期較長(zhǎng)，調(diào)試過程煩瑣，系統(tǒng)一旦定型不太容易擴(kuò)充功能、升級(jí)、柔性不強(qiáng)等問題。因此這種方案一般適用于產(chǎn)品批量較大、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單、且有豐富的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的用戶。

摘要：介紹了一種多臺(tái)單片機(jī)與PC機(jī)通信的方法，給出了通過一塊通信控制卡來實(shí)現(xiàn)與多臺(tái)單片機(jī)的實(shí)時(shí)通信，并將數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)以提高通信可靠性和效率的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)給出了該通信控制卡的硬件接口電路和軟件設(shè)計(jì)框圖。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能模塊；串口通信

1概述

PC機(jī)與多臺(tái)單片機(jī)構(gòu)成小型的分布式測(cè)控系統(tǒng)已在工業(yè)控制、生產(chǎn)管理中得到了廣泛的應(yīng)用。在這類應(yīng)用系統(tǒng)中，PC機(jī)多作為上位機(jī)通過直接查詢來控制各從機(jī)。由于PC機(jī)本身還要進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)錄入、越限報(bào)警、報(bào)表打印等任務(wù)，因此，當(dāng)從機(jī)數(shù)目過多時(shí)，上位機(jī)頻繁地響應(yīng)從機(jī)的中斷，并在一定時(shí)間內(nèi)等待和接收數(shù)據(jù)這極大地影響了PC機(jī)的工作效率。為了提高上位機(jī)的工作效率，筆者在PC機(jī)與各個(gè)智能模塊間增加了一塊用AT89C51作為微控制器的通信控制卡。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)3級(jí)分級(jí)控制系統(tǒng)，通信控制卡位于中間層，它是系統(tǒng)控制、管理的中樞。

2通信控制卡硬件電路

在本系統(tǒng)中，通信控制卡采用查詢方式對(duì)下位機(jī)的各智能模塊進(jìn)行查詢，該智能模塊由AT89C51控制的電量、溫度、液位、開關(guān)量采集板構(gòu)成，它們分別可獨(dú)立完成各自的數(shù)據(jù)采集和處理任務(wù)。當(dāng)處于被查詢狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)可采用中斷方式與通信卡進(jìn)行通信。通信卡依次為人機(jī)完成各種數(shù)據(jù)處理任務(wù)提供各種數(shù)據(jù)和控制命令，然后把它們統(tǒng)一打包上傳給上位機(jī)，從而使上位機(jī)可以對(duì)其進(jìn)行顯示、加工和處理，并形成各種報(bào)表。

摘要：信息時(shí)代的高新技術(shù)推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中出現(xiàn)了一些運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)：全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、可編程計(jì)算機(jī)控制器、運(yùn)動(dòng)控制卡等。本文主要分析和綜述了這些新技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)以及應(yīng)用現(xiàn)狀等。

關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，直線電機(jī)，可編程計(jì)算機(jī)控制器，運(yùn)動(dòng)控制

1引言

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場(chǎng)新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場(chǎng)大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。

摘要：信息時(shí)代的高新技術(shù)推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中出現(xiàn)了一些運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)：全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、可編程計(jì)算機(jī)控制器、運(yùn)動(dòng)控制卡等。本文主要分析和綜述了這些新技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)以及應(yīng)用現(xiàn)狀等。

關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，直線電機(jī)，可編程計(jì)算機(jī)控制器，運(yùn)動(dòng)控制

一、引言

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場(chǎng)新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場(chǎng)大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。

1.針對(duì)社會(huì)需求,改進(jìn)教學(xué)方法和內(nèi)容

該門課程主要學(xué)習(xí)各種常用LED條屏的制作,引導(dǎo)學(xué)生深人理解LED條屏構(gòu)成、基本原理和制作方法,并培養(yǎng)學(xué)生制作LED條屏的基本能力。本人通過教學(xué)實(shí)踐對(duì)教學(xué)內(nèi)容和要求做了如下探討。

1.1下達(dá)視屏幕場(chǎng)制作項(xiàng)目任務(wù)書主要內(nèi)容包括:通過實(shí)物圖片展示常見LED顯示屏,掌握LED顯示屏的基本組成,能夠畫出LED顯示屏的構(gòu)成框圖,信息搜集LED顯示屏有哪些應(yīng)用。要求:通過課外信息采集,查閱常見LED顯示屏的基本組成,到相關(guān)生產(chǎn)安裝單位觀看其安裝調(diào)試過程;查閱LED顯示屏的基本組成等資料,了解其結(jié)構(gòu)、工作原理及使用方法;了解LED顯示屏的結(jié)構(gòu)、工作原理及接線方法。

1.2指導(dǎo)學(xué)生搜集LED電子顯示屏相關(guān)信息主要內(nèi)容包括:各種類型發(fā)光二極管、常見LED顯示屏基本構(gòu)成、性能指標(biāo),常用連接線、制作連接線工具的正確使用,LED顯示屏控制卡的功能及其基本構(gòu)成。要求:了解LED顯示屏單元板的規(guī)格;掌握LED顯示屏的基本構(gòu)成;掌握LED顯示屏的性能指標(biāo);認(rèn)識(shí)LED顯示屏控制卡;掌握LED顯示屏控制卡的功能;掌握LED顯示屏控制卡的基本構(gòu)成;掌握LED顯示屏的結(jié)構(gòu)、工作原理,學(xué)會(huì)其接線方法。

1.3指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)LED電子顯示屏硬件選型主要內(nèi)容包括:正確選擇LED顯示屏單元板、控制卡、獨(dú)立電源及其信號(hào)連接線,課外信息采集硬件選擇的要求、方法、渠道。要求:常見LED顯示屏單元板的規(guī)格、尺寸、主要參數(shù);LED顯示屏控制卡、獨(dú)立電源及其信號(hào)連接線選擇要求;正確選擇LED顯示屏單元板、控制卡、獨(dú)立電源及其信號(hào)連接線;硬件選擇的要求、方法、渠道;學(xué)生完成課外信息采集。

1.4井指導(dǎo)學(xué)生完成LED電子顯示屏項(xiàng)目實(shí)施主要內(nèi)容包括:常用工具、元器件準(zhǔn)備與檢測(cè),制作信號(hào)連接線方法(排線、串口線),完成制作信號(hào)連接線,了解常見LED顯示屏邊框制做方法,完成LED顯示屏組裝與調(diào)試,完成LED顯示屏組裝與調(diào)試及其LED條屏字幕的變換,正確使用軟件與調(diào)試,實(shí)現(xiàn)常見故障的排除。要求:使用常用工具完成元器件準(zhǔn)備與檢測(cè);掌握制作信號(hào)連接線方法(排線、串口線);完成制作信號(hào)連接線;了解常見LED顯示屏邊框制做方法;學(xué)會(huì)LED顯示屏邊框制做;掌握LED顯示屏組裝與調(diào)試方法;實(shí)現(xiàn)LED條屏字幕的變換;能夠?qū)崿F(xiàn)常見故障排除;正確實(shí)現(xiàn)軟件的使用與調(diào)試;思考LED顯示組裝與調(diào)試過程。