一直以來，嵌入式四軸運動控制器的設計都是大家的關注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在，小編將為大家?guī)砬度胧剿妮S運動控制器系統(tǒng)硬件設計的相關介紹，詳細內(nèi)容請看下文。

一、S3C2440

S3C2440是一款基于ARM920T的16/32位RISC嵌入式處理器，由韓國三星公司生產(chǎn)。這款處理器非常流行，主要用于嵌入式系統(tǒng)。S3C2440的頻率為400MHz，其核心ARM920T由ARM9TDMI、存儲管理單元（MMU）和高速緩存三部分組成。MMU能夠管理虛擬內(nèi)存，而高速緩存則由獨立的16KB地址和16KB數(shù)據(jù)高速Cache組成。此外，ARM920T還擁有兩個內(nèi)部協(xié)處理器，分別是CP14（用于調(diào)試控制）和CP15（用于存儲系統(tǒng)控制和測試控制）。

S3C2440處理器滿足了小型手持設備和普通應用要求的低功耗和高性能需求，是一種實用的小型芯片微控制器。它提供了非常豐富的內(nèi)部設備，支持JTAG仿真器調(diào)試，并具備16KB的指令緩存和數(shù)據(jù)緩存。S3C2440還支持包括微軟Windows CE、Palm OS、Symbian和Linux在內(nèi)的幾種主要操作系統(tǒng)，具有內(nèi)置的NAND閃存引導加載器。該處理器采用先進微控制器總線架構（AMBA）開發(fā)，使用0.13μm的CMOS工藝技術和存儲器編譯器制造。S3C2440提供了多種接口和功能，如照相機接口、支持TFT及STN液晶顯示器的功能、SD/MMC/SDIO卡插槽、USB主機和設備接口以及觸摸屏接口等，從而向終端用戶提供附加價值。

二、基于S3C2440和專用DSP的嵌入式四軸運動控制器的系統(tǒng)硬件設計

1、系統(tǒng)硬件平臺設計

在控制系統(tǒng)中，以S3C2440處理器為主控，PCL6045BL運動控制芯片為從CPU，構建的嵌入式運動控制器結構如下圖所示。

S3C2440是一款16/32位ARM920T RISC處理器，它實現(xiàn)了MMU、AMBA總線和獨立的16 KB指令和16 KB數(shù)據(jù)哈佛結構的緩存，每個緩存均為8個字長度的流水線。S3C2440提供全面的、通用的片上外設，不需要配置額外的部件。PCL6045BL運動控制芯片，由NPM公司生產(chǎn)，是一種通過總線接收CPU命令、并產(chǎn)生脈沖控制步進電機或脈沖驅動型伺服電機的CMOS大規(guī)模集成芯片，可提供多種輸出運動控制功能，包括連續(xù)、定長、回原點等輸出方式。PCL6045BL可以實現(xiàn)2~4軸線性插補及任意兩軸圓弧插補。在這種主從結構框架基礎上，主CPU S3C2440主要負責數(shù)據(jù)的存儲、人機界面的顯示、網(wǎng)絡通信等管理工作。從CPU PCL6045BL輸出的脈沖發(fā)送給4個軸的伺服驅動器。S3C2440只需要通過發(fā)送簡單的指令給PCL6045BL，便可實現(xiàn)各種控制功能。

2、ARM 與PCL6045BL的連接

PCL6045 BL與ARM的通信是通過讀寫I/O總線上的幾個地址來進行指令和數(shù)據(jù)的傳輸。PCL6045BL每個軸的內(nèi)部寄存器地址由A0、A1 和A2地址線輸人決定，其控制地址范圍由輸入端子A3和A4進行選擇。因此在這種主從結構的設計中，ARM與PCL6045BL的連接如下圖所示。

3、I/O接口電路

嵌入式四軸運動控制器與伺服電機之間是通過I/O接口電路進行連接的。I/O接口電路主要任務是完成輸入信號的光電隔離以及對輸出脈沖的驅動。設計中采用光電耦合器將PCL6045BL芯片與后面的伺服電機驅動器以及其他控制反饋等線路隔離。由于光耦合器輸入輸出問互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。將PCL6045BL的輸出信號（如CP、CW等）和輸入信號（如報警、限位等）都使用光耦器件與PCL6045BL隔離，這樣能有效地防止干擾信號進入主芯片損壞PCL6045BL。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關嵌入式四軸運動控制器設計的內(nèi)容，希望大家對本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應的頻道哦。