基于PC104跟MCX314运动控制芯片的数控系统的研究探究资料
基于PC+运动控制卡的开放式数控系统的研究
第４ 期
邱润生等 ： 基于 Ｐ 运动控制卡的开放式数控系统 的研究 ｃ＋
３１ ５
ｌ ｙ — 轴方 向步进 电机 ；一 ＝ ２ 轴方向调节滑座 ； 一气动喷射雕刻头 ； 一气动控制 电磁 阀； 一 轴方向运 动托架 ； ３ ４ ５ ６ 一龙门架；一 轴方 向步进电机 ；－ 轴方 向齿形带带轮 ；一 轴方向导轨 ；Ｏ ７ ８ ９ ｌ一 轴方向带轮座； ｌ ｙ １— 轴方 向导轨 ； 一 ｙ １ ２ 轴方 向齿形带带轮 ；３ ｙ １一 轴方向带轮座
基于 Ｐ 运动控制卡的开放式数控系统的研究 Ｃ＋
邱润 生 ， 王 惠荣
（．宁夏大 学 机械工程学院 ， １ 宁夏 银川 ７ ０ ２ ；２ ５ ０ １ ．宁夏大学 后 勤管理处 ， 宁夏 银川 ７ ０２ ） ５０ １ 摘 要： 在基 于 Ｐ ｃ开放 式数控 系统技术的基础 上， 针对数控玻 璃雕刻机 系统的研 究开发需求 ， 出了一种基于 提
可重构、 可扩充的控制系统结构， 使数控系统的功能 笔者将传统的玻璃喷砂工艺方法与现代计算机 柔性化 ，能够快速而有效地响应新的加工需求 ． 数控技术结合 ， 当 采用 Ｐ ｃ机与国产 Ｄ Ｃ ０ ０ 深圳雷 Ｍ １０ （ 前， 开放式数控系统 已经成为 Ｃ Ｃ发展的潮流…． Ｎ 赛 自动化科技公 司产品） 通用多轴运动控制卡， 创新 目前 ，基于 Ｐ ｃ机系统是 比较现实的数控开放 研究 开 发 了一 个用 于 喷砂 玻璃 雕 刻机 的经济 型开放 化的途径 ． ｃ机（ Ｐ 包括工业 Ｐ ） ｃ 生产批量大、 价格便 式数控系统 ． 本文 以该系统的开发为例，研究应用
Ｐ Ｃ＋运 动 控 制 卡 为硬 件 组 成 的 ， Ｗｉｄｗ 以 ｎ ｏ ｓ系统 为 数控 软 件 的 设 计 方 案 ， 现 了一 个经 济 型 开放 式 数控 系统 ． 实 实验 证 明 。 用 “ Ｃ＋ 动 控 制 卡 ” 采 Ｐ 运 的硬 件 结 构 ， Ｗｉ ｏ ｓ 数控 系统 的 软件 开 发平 台 ， 发 的 基 于 Ｐ 的开 放 以 ｎ ｗ 为 ｄ 开 Ｃ
基于PC104的数据采集系统的研究与实现
基于PC104的数据采集系统的研究与实现随着科技和经济的进展，系统已经被广泛应用到家用市场、工业市场、商业市场、通讯市场和国防市场。
PC104是一种嵌入式平台，该平台与IBM的PC机兼容，具有灵便的可扩展性，其小巧的尺寸十分适合嵌入式系统的应用。
现代的数据采集要求高速，高精度，需要一个处理能力强的嵌入式平台，PC104正巧符合这一要求。
本文基于PCM-3350型PC104嵌入式开发平台，采纳MAX1308AD转换芯片,设计了一个16通道，最高采集速度可达1Msps,辨别率为12bit,能够举行通道扫描采集和单通道采集的数据采集系统。
2 数据采集系统设计数据采集系统主要由放大、光藕隔离电路、多路挑选开关、带采样保持器的AD模数转换器、时钟电路、控制电路、数据缓存（FIFO）等部分组成，总结构框图1所示：图1 总结构框图2.1 A/D转换数据采集电路A/D转换选用max1308AD芯片，它是一种采样速率最高可达1Msps，辨别率为12bit的采集芯片，多达8个通道的同时采样，+5V模拟电源，+3V至+5V数字电源，其硬件系统衔接2所示：图2 max1308AD硬件衔接2.2 FIFO存储电路FIFO电路芯片选用公司的IDT7203，它是一个双端口的存储缓冲芯片，具有2048×9 的存储结构，具有12ns 的高速存取时光，结构容易，便于操作，并具有控制端、标记端、扩展端和内部RAM 阵列，内部读、写指针在先进先出的基础上可举行数据的自动写入和读出。
2.3 CPLD控制电路设计CPLD（EPM7160STC100-6）的设计是本采集系统的核心，它能够对PC104地址举行译码，所产生的规律控制信号对各个单元的工作状态起控制作用。
数据的读取可以采纳查询的方式。
当FIFO的空标号有效时，就产生一个中断，使主机停止对FIFO的读取。
在PC104 ISA部分，用到ISA的16位数据总线D[0..15]。
基于PC_运动控制卡的开放式数控系统的研究
＊来稿日期：２００７－１０－２２"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#"""""""""""""""""$%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%$"""""""""""""""""$【摘要】通过对开放式数控系统的发展及定义的分析，提出了一种基于ＰＣ机和运动控制卡的开放式数控系统的设计方案，并分析了以ＰＣ机和运动控制卡为基础搭建开放式数控系统硬件平台和软件平台的理论依据及实现方法。
关键词：开放式数控系统；运动控制卡；实现【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＡｄｅｓｉｇｎｏｆＯｐｅｎ－ＣＮＣｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＰＣａｎｄｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｃａｒｄｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆＯｐｅｎ－ＣＮＣａｎｄｉｔｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅｔｈｅｏｒｙａｎｄｍｅｔｈｏｄｔｏｓｅｔｕｐｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｗａｓａｌｓｏｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｏｐｅｎ－ＣＮＣ；Ｍｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｃａｒｄ；Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｏｄｉｏｎ中图分类号：ＴＨ１６，ＴＰ２７文献标识码：Ａ基于ＰＣ＋运动控制卡的开放式数控系统的研究张宏李富平（北京工业大学，北京１０００２１）ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＯｐｅｎ－ＣＮＣＢａｓｅｄｏｎＰＣａｎｄｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｃａｒｄＺＨＡＮＧＨｏｎｇ，ＬＩＦｕ－ｐｉｎｇ（ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２１，Ｃｈｉｎａ）１引言数控机床的拥有量及其年产量是衡量一个国家制造能力的重要指标，数控系统的发展是促进数控机床不断发展的技术因素。
基于PC104总线的嵌入式温度控制系统
基于PC104总线的嵌入式温度控制系统1 引言温度在工业控制中是个很重要的参量，一个温控系统可以纯粹是个小型的控制温度的系统，也可以是整个大系统中的一个部分，但都需要用相应的硬件装置、机械设备和控制这些设备运行的软件来实现，而影响温度参量控制的主要因素也是来自这3 个方面。
但在具体设计时，这3 个方面是相互约束又相互补充的，尤其是需要对温度瞬间的变化作出相应控制的系统，比如在某个温度区间里需要有什么样的控制精度、温度斜坡时间和温度均匀性等要求，在机械设备已经限制的情况下，可以通过对硬件电路和软件的设计来弥补。
很多温度控制系统中，一般选用单片机来实现，由于每种单片机一般都有各自的一套开发工具，需要花费一定时间和精力去学习研究才能掌握，并且相关的硬件接口设计也比较复杂，而采用PC104 作为核心中央处理器，则可将主要精力放在软件和接口的设计上,而且PC104 的开发、维护和扩展都非常方便。
PC104 与通用的PC 和PC/AT 标准(IEEEP996)完全兼容，可以很快掌握其软、硬件的使用，而且他具备嵌入式控制的特殊要求:体积小、成本低、可靠性高、寿命长、编程调试方便，配以不同功能的板卡，为嵌入式应用提供了标准的系统平台。
本文主要介绍了当前工控产品中比较广泛的PC104 总线的硬件接口电路的设计以及软件设计，并把他作为一个嵌入式平台，运用到温度控制系统中，实现对温度参量的控制。
2PC104 总线简介由于普通PC 机在工业现场控制中存在着体积庞大、功耗高、可靠性差等缺点，美国Ampro 公司、德国Jeptec 公司、瑞士的DigitalLogic 公司等在1987 年推出了PC104 嵌入式模块，而严格意义的规范说明在1992 年才公布，IEEE 协会将IEEEP996 作为PC 和PC/A T 工业总线规范，而把PC104 定义为IEEEP9961，所以实质上PC104 就是一种紧凑型的。
探讨PC104的无人直升机飞行控制系统设计
探讨PC104的无人直升机飞行控制系统设计1. 引言现今无人机（UAV）的研究和发展越来越受到世界各国的重视。
其中飞行控制系统是无人直升机飞行控制的核心部分。
飞行控制系统的复杂性和实时性对所使用的嵌入式控制系统软件有很高的要求，而Linux 系统基本可以满足要求，同时由于其开源特性，正越来越多的被应用于飞控系统设计开发中，目前较为成熟的嵌入式Linux 系统多建立于ARM 系列芯片上，其具有开发时间短、可参考资料多、开发成熟度高、能耗低、体积小的优点，因此在民用嵌入式解决方案中被广泛采用。
但基于ARM 的系统由于其自身结构的限制，并不适用于高计算强度、高可靠性的应用。
所以本文提出了一种基于AMD Geode 系列处理器的PC/104模块加定制Linux 系统的控制系统方案提高该系统的可靠性。
2. 系统总体设计说明本文所研究的直升机飞行控制系统，其硬件由双工数传电台、飞控计算机、下级控制器、捷联惯导系统、发动机控制单元ECU、任务设备管理器、R/C 接收机、地面测控系统等组成。
PC/104的外部接口包括一个I/O模块和四个串口。
其中任务设备管理器通过I/O模块和机载的任务设备进行通讯，传输的信号为模拟信号和数字信号；串口分别和数传电台、捷联惯导系统、下位机控制器和发动机控制器进行通讯。
捷联惯导系统通过串口为飞控计算机提供无人直升机飞行过程中所有的飞行状态和导航信息，包括姿态角、航向角、三轴角速率、三轴线速度、线加速度、飞行位置等等。
捷联惯导系统还通过串口和下位机控制器相连接。
数传电台用于和地面测控系统进行无线链路通讯。
它接收地面测控系统的控制指令进行自主及各种模态的自动飞行以及机载工作设备的管理和控制等。
而地面测控系统通过数传电台接收机上的各种遥测信息、系统状态数据、任务工作设备的状态数据等。
下位机控制器通过串口和飞控计算机相连，接收其控制器输出信号，驱动总矩、俯仰、横滚和方向舵机的运动；在系统调试阶段利用RC遥控器共同完成无人直升机的手动模式飞行。
基于PCI总线和MCX314的运动控制卡的硬件设计
速外设 ，它 已取代原先的 Ｉ Ｓ Ａ总线的主导地位 ，成为 工业控制计算机的主流总线。 目前实现 Ｐ Ｃ Ｉ 总线接 口 的方案有两种 ：一是采用可编程 逻辑器件实现 ，二是 采用专 门的接 口芯片实现 。采用可编程逻辑器件 的优 点是编程 比较灵 活 ，只需要开发要使用的功能 ，而不 必开发符合协议的所 有功能 ，而且这种方法实现的成 本 比较低廉 ，但 由于 Ｐ Ｃ Ｉ 总线通信的实现过程 比较 复 杂 ，所 以实现难度较大 ，并且设计周期长 。采用专用 接 口芯片可以降低 开发 的难 度 ，而且 使用方 便可靠 ， 开发周期短 ，适用于较大批量生产 ，文中采用专用 的
基于 Ｐ Ｃ Ｉ 总线 和 Ｍ Ｃ Ｘ ３ １ ４的运 动 控制 卡 的硬 件 设计
王 晓初 ， 陈科
（ 广 东工业 大 学机 电工程 学院 ，广 东广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ）
摘要 ：针对基于 Ｐ Ｃ Ｉ 总线和 ＭＣ Ｘ ３ １ ４的四轴运 动控 制卡 ，设计 了硬件原 理 图和 Ｐ Ｃ Ｂ 。该 控制卡采 用 Ｐ Ｃ Ｉ ９ ０ ５ ２芯片 作为 Ｐ Ｃ Ｉ 总线接 口，以 ＭＣ Ｘ ３ １ ４芯片进行运 动控制 ，利用 Ａ ｈ ｉ ｕ ｍ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｒ 软件进行 电路原理 图和 Ｐ Ｃ Ｂ的设计 ，该卡已成 功应用于
ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎｅ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｍｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ；Ｐ Ｃ Ｉ ｂ ｕ ｓ ；Ｐ Ｃ Ｉ ９ ０ ５ ２ ｃ ｈ ｉ ｐ； ＭＣ Ｘ３ １ ４ ｃ ｈ ｉ ｐ
基于PC104总线的综合测试系统研究
基于PC104总线的综合测试系统研究作者：文涛左东广李站良来源：《现代电子技术》2014年第18期摘要：为解决某型武器系统测试过程中方法繁琐、检测结果不够直观的问题，在分析测试需求的基础上，提出了基于PC104嵌入式计算机的测试方案，搭建了自动化测试系统硬件环境，并在Visual Studio 2010开发环境下，采用模块化与多线程处理方式实现了测试系统的交互式测试。
对部分原理电路进行了分析，详细介绍了软件编程中数据库、报表打印等关键技术。
结果表明，该系统可靠性高、实时性好、界面简洁、操作简单，有效地保障了部队的作战和训练任务。
关键字： PC104；自动化测试； Visual Studio； C#中图分类号： TN911⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）18⁃0072⁃03 Research of a comprehensive test system based on PC104 busWEN Tao， ZUO Dong⁃guang， LI Zhan⁃liang（Second Artillery Engineering University，Xi’an 710025， China）Abstract：In order to solve the problems that a weapon testing method is tedious and the results are not intuitive， a testing scheme based on PC104 embedded computer is proposed on the basis of the testing demand analysis. The hardware environment of an automation testing system was built. The interactive testing was completed by modular and thread processing mode in Visual Studio 2010 development environment. In this paper， part of the circuit is analyzed， and the key technologies of database and report printing in software program are introduced in details. The application result indicates that the system works reliable， and has advantages of high real time performance，succinct interface and simple operation. It safeguarded the combat and training mission effectively.Keywords： PC104； automatic testing； Visual Studio； C#0 引言随着电子技术和计算机技术的突飞猛进，测试系统出现了以总线技术为基础的自动化测试系统[1]。
MCX314As型四轴运动控制器的原理及应用.
MCX314As型四轴运动控制器的原理及应用摘要：MCX314As可以同时控制4个伺服系统或步进电机系统，可以进行各轴独立的定位控制、速度控制，亦可在4轴中的任意2轴或3轴中进行圆弧、直线、位模式插补。
能独立地设置为恒速、线性、非对称S曲线加/减控制、非对称梯形加/减速控制方式。
MCX314As增加了自动搜寻原位、输入信号滤波器、同步动作、圆弧/直线插补脉冲范围32位、完全S曲线加/减速的非对称等功能。
在应用上，MCX314As运动控制器和MCS-51单片机相结合，可以用于实现凹版摘要：MCX314As可以同时控制4个伺服系统或步进电机系统，可以进行各轴独立的定位控制、速度控制，亦可在4轴中的任意2轴或3轴中进行圆弧、直线、位模式插补。
能独立地设置为恒速、线性、非对称S曲线加/减控制、非对称梯形加/减速控制方式。
MCX314As增加了自动搜寻原位、输入信号滤波器、同步动作、圆弧/直线插补脉冲范围32位、完全S曲线加/减速的非对称等功能。
在应用上，MCX314As运动控制器和MCS-51单片机相结合，可以用于实现凹版印刷机的收放卷的张力控制，以提高产品的质量。
关键词：运动控制；MCX314As；单片机；张力控制1 引言MCX系列运动控制器是日本NOVA公司设计的专用电路，其中的MCX314As是NOVA公司最新推出的4轴运动控制器，是对MCX314功能的改进和增强。
MCX314As以单个电路同时控制4个伺服系统或步进电机系统，可进行各轴独立的定位控制、速度控制，亦可在任意2轴或3轴中进行圆弧、直线、位模式插补。
MCX314As能与8/16位数据总线接口，通过命令、数据和状态等寄存器实现4轴3联动的位置、速度、加速度等的运动控制和实时监控，实现圆弧、直线、位模式3种模式的轨迹插补，输出脉冲频率达到4 MHz。
每轴都有伺服反馈输入端、4个输入点和8个输出点，能独立地设置为恒速、线性、非对称S曲线加/减控制、非对称梯形加/减速控制方式，并有2个32位的逻辑、实际位置计数器和状态比较寄存器，实现位置的闭环控制。
基于PIC单片机+MCX314的四轴伺服控制器设计
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黄河水利职业技术学院学报
进行反向间隙补偿。在执行直线插补时，系统软件根 据给定的速度和位移量，在MCX314AL相应寄存器 中写入控制命令。直线插补程序流程如图8所示。
对 MCX314 的 WR0-7 模式寄存器进行写操作,控 制运动控制芯片MCX314的输岀状态，其控制信号 可输送至松下伺服电机，进而实现四轴伺服运动 控制。该伺服控制器具有运动轨迹控制准确、信息 处理能力强、开放程度高、通用性好的特点，可广 泛应用于机器人、数控机床加工等领域的复杂运动 控制系统。
本文设计的独立运动控制器以PIC单片机为信 息处理平台，对MCX314专用运动控制芯片进行读 写操作。MCX314具有高精度的复杂运动控制算法, 程序易于实现，工作性能可靠,接口相对简单，给运 动控制系统设计带来极大的方便。通过PIC单片机
高 聪:基于PIC单片机+MCX314的四轴伺服控制器设计
摘要：随着机电行业对产品加工精度和生产效率要求的提高，现有的运动控制系统已难以满足生
产需求。针对这一困境，以PIC24FJ256DA210为主控制芯片，以NOVA电子有限公司研制的
MCX314AL为数字信号处理芯片，设计了一种四轴伺服控制器。该运动控制器可以实现2/3轴插
补、圆弧插补、直线加减速、S曲线加减速、外部脉冲驱动、限位原点检测、急停检测等功能遥
通过数字隔离器ADUM1412隔离,而后由差分驱动 芯片AM26LS31输出差分信号XPP+/XPP-、XPM+/ XPM-和 YPP+/YPP-、YPM+/YPM-° 在差分输出的 信号接口上,都并联一个压敏电阻，用于防止外部高 压脉冲引起输出电路的损坏,保护敏感的电子组件。 输出的差分信号被送到伺服驱动器,经过功率放大, 驱动伺服电机运动。MCX314AL中部载、再轴脉冲输 出接口电路设计如图4所示。
基于MCX314的运动控制器研究
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摘
要
数控机床在整个现代制造系统中处于基础性的、核心的地位。因此，在 现代制造系统朝着集成化、综合化和智能化发展的今天，特别是计算机技发 展与普及化，深入研究新一代数控技术具有重要的意义和实术用价值。 在本课题中， 我们首先选定的是日本 ＮＶ ＯＡ电子有限公司研制的 ＤＰ Ｓ 运动 控制专用芯片 ＭＸ １ｏ高集成度 ＭＸ １ 运动控制专用芯片能实现 ４ ３ Ｃ３４ Ｃ ３４ 轴 联 运动的位置、速度、加速度控制和直线、圆弧、位元 ３ 种模式的连续插补和 位置环闭环控制，其性能优 良、接口简单、编程方便、工作可靠，给运动控 制带来极大方便。可广泛应用于数控机床 、机器人等领域的运动控制。 然后， ＭＸ１ 的基础上， Ｃ３４ 在 我们做了两种方式的运动控制器的研究和探 讨。 具体来说： 第一种方式是做成外置式的独立运动控制器， ＡＭ 芯片来 用 Ｒ７ 控制 ＭＸ １， Ｃ３４该控制器还包含 ＣＮ Ａ 总线和 Ｒ２２ Ｓ３ 串行接口来与其他设备通讯。 第二种方式是做成 Ｐ Ｉ总线的控制卡，可 以直接嵌入到 Ｐ Ｃ Ｃ机内部。Ｐ 机直 Ｃ 接通过 Ｐ Ｉ Ｃ 总线来访问和控制 ＭＸ １ｏ Ｃ３４ 关键词：数控技术 ＭＸ １ Ｃ３４ 运动控制器 Ｐ Ｉ Ａ９Ｆ４１２ Ｃ Ｒ０６ Ｔ１
目 前对于开放性数控的具体定义还存在争论， 但根据 ＩＥ 关于开放式系 ＥＥ
签 名：
导师签名
二 落日：． 抑歼 期ｏｔｊ ｓ， ＇１
西南科技大学硕士研究生学位论文
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１ 绪论
制造业是国民经济的基础产业，制造业水平的高低是衡量一个国家工业 发达程度的重要标志。大力发展先进的制造技术已成为世界各国最重要的几 大技术战略之一， 先进制造技术已经是国际竞争与产品革新的一种重要手段。 近年来，世界范围内出现了研究应用先进制造技术的浪潮 ，以机械制造为代 表的先进制造技术己成为当代国际间科技竞争的重点，许多国家制定了相应 的计划， 其中最具代表性的是美国的先进制造技术计划 （ Ｔ ， Ａ ） 韩国的高级先 Ｍ 进技术国家计划、日 本的智能制造计划（ Ｓ和德国制造 ２０ 计划等。在我 Ｉ） Ｍ ００
基于嵌入式Linux与MCX314的数控系统研究
基于嵌入式Linux与MCX314的数控系统研究成都理工大学硕士学位论文基于嵌入式Linux与MCX314的数控系统研究姓名：陈胜勇申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：郭勇20090501基于嵌入式Linux与MCX314的数控系统研究作者简介：陈胜勇，男，1983年1月出生，2006年9月师从于成都理工大学郭勇教授，于2009年6月获硕士学位。
摘要随着制造业在我国国民经济中占据越来越重要的地位，如何提高制造业的效率，降低生产成本，提高产品质量已成为一个摆在我们面前的迫切问题，数控系统作为现代制造业一个核心技术，其发展成为一个国家制造业水平的体现，因此研制出一种高精度，高效率，高稳定性的数控系统已成为当前发展我国制造业的迫切需求。
本文提出了一种基于运动控制芯片MCX314在嵌入式Linux平台上进行数控系统设计的方法。
其中MCX314是由日本NOVA电子公司设计的一个用于实现4轴运动控制的集成电路，该集成电路可以用于控制步进电机或脉冲控制的伺服电机驱动的4轴的位置，速度，插补。
本文的硬件部分采用了三星公司的S3C2410作为控制CPU，通过总线的方式对MCX314进行控制，s3c2410是一个具有arm920t内核的嵌入式微处理器，其丰富的接口为本系统设计带来了很大的方便，在本文中给出了MCX314部分的硬件电路设计。
包括脉冲的输出电路，限位开关或传感器的接口电路等。
并对各种可能产生干扰的信号进行了光电隔离。
然后，本文在该硬件平台上成功移植了嵌入式Linux操作系统，包括BOOTLOADER，内核和文件系统的移植。
同时制作了适合本设计需要的文件系统。
在本文中分析了驱动程序的一般基本设计方法和步骤，并在此系统上，根据硬件电路的特点设计和开发了相应的驱动程序。
包括运动控制芯片MCX314、键盘控制芯片HD7279等的驱动程序。
在成功搭建好系统的硬件和软件开发平台后，本文对NC代码的构成和特点进行了研究和分析，然后介绍了开发NC代码编译器的具体实现步骤和方法，并对NC代码进行了上下文无关的文法分析，同时分析了NC代码中可能出现的错误，最后本文利用词法分析专用工具FLEX和语法分析工具BISON成功开发了NC代码的编译器。
论文_基于PC104总线单片机组合实验装置设计
D[0..7] A[0..7] D[0..7]
74LS 373 62256
A[8..1பைடு நூலகம்] A[0..14]
AT89S 52
P C 1 0 4 总 线
Company Logo
主控模块电路图
D[0..7] A[0..7] U1 U3 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 39 38 37 36 35 34 33 32 1 2 3 4 5 6 7 8 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4/SS P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK XTAL1 XTAL2 EA/VPP RST VCC AT89S52 SW1 RST SW_PB R9 200 C3 +5 10uF R10 5k 1.0uF MAX232 R2IN +5 VCC T2IN R2IN 13 8 11 10 1.0uF 1.0uF 1.0uF 1 3 4 5 2 6 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD PSEN ALE/PROG 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 29 30 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 CE R2OUT T2IN P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 WR RD PSEN ALE A[8..14] 3 4 7 8 13 14 17 18 11 1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 LE OE 74LS373 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 2 5 6 9 12 15 16 19 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 RD WR CE 10 9 8 7 6 5 4 3 25 24 21 23 2 26 1 22 27 20 U2 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 OE WE CE 62256 U4 R1IN R2IN T1IN T2IN C1+ C1C2+ C2V+ VT2OUT R1OUT R2OUT T1OUT T2OUT 12 9 14 7 R2OUT T2OUT D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 11 12 13 15 16 17 18 19 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 +5 VCC J1/P1 D[0..7] CE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 P2.7/CS GND P0.7/D7 RST P0.6/D6 +5V P0.5/D5 XTAL1 P0.4/D4 -5V P0.3/D3 XTAL2 P0.2/D2 -12V P0.1/D1 EA/VPP P0.0/D0 +12V I/O PSEN I/O ALE/PROG A19 I/O A18 P1.0/T2 A17 P1.1/T2EX A16 P1.2 A15 P1.3 P2.6/A14 P1.4/SS P2.5/A13 P1.5/MOSI P2.4/A12 P1.6/MISO P2.3/A11 P1.7/SCK P2.2/A10 P3.0/RXD P2.1/A9 P3.1/TXD P2.0/A8 P3.2/INT0 A7 P3.3/INT1 A6 P3.4/T0 A5 P3.5/T1 A4 P3.6/WR A3 P3.7/RD A2 PCRXD A1 PCTXD A0 GND I/O GND PC104_J1P1 RST VCC XTAL1 XTAL2 VCC PSEN ALE P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 R2OUT T2IN P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 WR RD R2OUT T2IN
机械类-基于pc104与mcx314运动控制芯片的数控系统的研究
❖ 系统每轴都有伺服反馈输入端、4个输入点和8个输出点,能独立 设置为恒速、线性或S曲线加/减速控制方式,并具有2个32位的 逻辑、实际位置计数器和状态比较寄存器,实现位置的闭环控制。
❖ 与主控制PC机之间的通讯简单,易于协调,对主控制PC机来 说,MCX314更像是一个外围功能芯片,通过设置一定的地址和读 写控制字就能实现对MCX 314的控制。
10. 选择MCX314运动控制芯片的优点
❖ 缩短开发周期。软件开发简单、快速,使用运动控制芯片使我 们不再需要研发运动控制部分,可以由更少的软件研发人员花 更少的时间完成复杂的运动控制编程,能够大大缩短项目的研 发时间和工作量。
❖ 数据总线:D15~D0; ❖ 地址总线:A2~A1; ❖ 控制总线:IOR、IOW和RST等。
13. 运动控制芯片MCX314与伺服 驱动的通讯及接口
❖ MCX314输出驱动脉冲经过差分驱动后输出给伺服驱动;
❖ 编码器信号、手轮脉冲信号及外部反馈信号经差分接收 器输入。
脉冲/方向输出 编码器输入
4. 对整个嵌入式运动控制系统进行系统测试。 5.最后总结研制过程中的得失,并展望数控的发展趋势。
谢谢大家!
机械加工是一种用加工机械对工件的 外形尺 寸或性 能进行 改变的 过程。 按被加 工的工 件处于 的温度 状态﹐ 分为冷 加工和 热加工 。
一般在常温下加工，并且不引起工件 的化学 或物相 变化﹐ 称冷加 工。一 般在高 于或低 于常温 状态的 加工﹐ 会引起 工件的 化学或 物
基于MCX314控制器的机床数控系统设计
基于MCX314控制器的机床数控系统设计1 MCX314控制器简介MCX314控制器是一个能同时控制4个脉冲型伺服电动机驱动器或步进电动机驱动器的运动控制集成电路,它以脉冲串形式输出,能对伺服电动机或步进电动机驱动的位置、速度和进给进行控制,可进行4轴3联动,输出速度范围为1～4Mpp s,精度低于±011%pps,倍率1～500。
MCX314的所有功能都是由特定的寄存器控制的,如命令寄存器、数据寄存器、状态寄存器和配置寄存器。
1)MCX314控制器由相同功能的X、Y、Z和U轴的控制部分和插补计数部分组成,如图1所示是每个轴控制部分的功能结构框图。
图1 轴控制部分的功能方框图2)MCX314控制器的数据交换主要通过以WR开头的8个写寄存器和以RR开头的8个读寄存器进行的,其中数字相同的寄存器有相同的映射地址。
3)MCX314控制器有定长脉冲输出模式和连续脉冲输出模式,其由主机CPU来设定,改变设置状态可实现线性加/减速,恒速或者是S曲线加/减速变化。
4)MCX314控制器的插补方式取决于CPU置寄存器WR的状态,可实现2轴或3轴的直线插补、圆弧插补和位模式插补。
插补时的走步计算、过象限判断、终点判定、速度变化都是根据CPU给定数据后,MCX314控制器在工作过程中自动计算完成的。
5)MCX314控制器有144个管脚,QEP封装,电源电压极限值为- 013～710V,输入电流可达到±10mA,正常工作电压为4175V。
芯片输入高电平可以高达22V,低电平最高为018V,时钟周期最小6215ns,输出脉冲频率达4MHz,输入/输出信号电平为CMOS或TTL。
2 数控系统硬件设计现以经济型数控铣床系统为例,采用步进电动机工作。
电动机控制脉冲由MCX314产生,经差分输出驱动器产生差分输出信号,可有效克服步进电动机的低频震荡,实现复杂零件的高精度加工(三个方向的脉冲当量均为01001mm)。
MCX314As型四轴运动控制器的原理及应用.
MCX314As型四轴运动控制器的原理及应用摘要：MCX314As可以同时控制4个伺服系统或步进电机系统，可以进行各轴独立的定位控制、速度控制，亦可在4轴中的任意2轴或3轴中进行圆弧、直线、位模式插补。
能独立地设置为恒速、线性、非对称S曲线加/减控制、非对称梯形加/减速控制方式。
MCX314As增加了自动搜寻原位、输入信号滤波器、同步动作、圆弧/直线插补脉冲范围32位、完全S曲线加/减速的非对称等功能。
在应用上，MCX314As运动控制器和MCS-51单片机相结合，可以用于实现凹版摘要：MCX314As可以同时控制4个伺服系统或步进电机系统，可以进行各轴独立的定位控制、速度控制，亦可在4轴中的任意2轴或3轴中进行圆弧、直线、位模式插补。
能独立地设置为恒速、线性、非对称S曲线加/减控制、非对称梯形加/减速控制方式。
MCX314As增加了自动搜寻原位、输入信号滤波器、同步动作、圆弧/直线插补脉冲范围32位、完全S曲线加/减速的非对称等功能。
在应用上，MCX314As运动控制器和MCS-51单片机相结合，可以用于实现凹版印刷机的收放卷的张力控制，以提高产品的质量。
关键词：运动控制；MCX314As；单片机；张力控制1 引言MCX系列运动控制器是日本NOVA公司设计的专用电路，其中的MCX314As是NOVA公司最新推出的4轴运动控制器，是对MCX314功能的改进和增强。
MCX314As以单个电路同时控制4个伺服系统或步进电机系统，可进行各轴独立的定位控制、速度控制，亦可在任意2轴或3轴中进行圆弧、直线、位模式插补。
MCX314As能与8/16位数据总线接口，通过命令、数据和状态等寄存器实现4轴3联动的位置、速度、加速度等的运动控制和实时监控，实现圆弧、直线、位模式3种模式的轨迹插补，输出脉冲频率达到4 MHz。
每轴都有伺服反馈输入端、4个输入点和8个输出点，能独立地设置为恒速、线性、非对称S曲线加/减控制、非对称梯形加/减速控制方式，并有2个32位的逻辑、实际位置计数器和状态比较寄存器，实现位置的闭环控制。
基于Linux的MCX314设备驱动程序设计与实现
基于Linux的MCX314设备驱动程序设计与实现
庄晓奇;张莉君;方敏
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2010(038)022
【摘要】介绍一种基于S3C2440的嵌入式Linux扩展运动控制芯片MCX314的设计方法,给出运动控制平台的硬件接口设计方案.着重分析嵌入式Linux下运动控制芯片MCX314设备驱动程序的设计与实现.并在嵌入式GUI解决方案Qtopia的基础上,开发出运动控制系统软件.该系统具有低功耗、低价位、效率高等特点,是经济型数控系统发展的方向.
【总页数】4页(P116-118,132)
【作者】庄晓奇;张莉君;方敏
【作者单位】中国地质大学,武汉,机械与电子信息学院,湖北武汉,430074;中国地质大学,武汉,机械与电子信息学院,湖北武汉,430074;中国地质大学,武汉,机械与电子信息学院,湖北武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TP271.4;TP311
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基于PC和运动控制卡的数控雕铣教学实验系统开发
基于PC和运动控制卡的数控雕铣教学实验系统开发
袁红兵;谭鑫;赵动动
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2015(43)19
【摘要】制造系统的自动化、智能化要求对传统的加工设备进行数控化改造升级.PC+运动控制卡的结构型式已成为普遍采用的结构.开发了一个基于PC和运动控制卡的数控雕铣教学实验系统,具有运动控制卡参数设定、雕铣系统相关参数设定、坐标映射、译码、词法和语法检查、刀具轨迹动态显示等功能,系统具有较高的通用性、易操作性和可靠性.
【总页数】4页(P155-158)
【作者】袁红兵;谭鑫;赵动动
【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094
【正文语种】中文
【中图分类】TP314;TP29
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nLMT+ nLMT-
减速停止 开关输入
nIN1 nIN2 nIN3
回零信号
ZERO
I/O辅助控制信号
急停输入
EMG
光栅尺
G+
信号输入 G-
I/O辅助控制输入与输出信号
（1）输出脉冲定义：来自MCX314芯片的输 出脉冲有两种形式，一个是正/负脉冲形式， 另一个是脉冲/方向形式。
（2）编码器信号接口：反馈的编码器信号，将nECAP， nECAN， nECBP， nECBN， nINOP， nINON分别连接 到编码器的A， /A， B， /B， Z， /Z信号输出。差动脉冲 反馈在设置输入脉冲模式后有效。
数据总线：D15~D0; 地址总线：A2~A1; 控制总线：IOR、IOW和RST等。
13. 运动控制芯片MCX314与伺服 驱动的通讯及接口
MCX314输出驱动脉冲经过差分驱动后输出给伺服驱动；
编码器信号、手轮脉冲信号及外部反馈信号经差分接收 器输入。
脉冲/方向输出 编码器输入
PC104
PC104总线
运动控制器MCX314
伺 伺 伺伺
服 服 服服
驱 驱 驱驱
动 动 动动
器 器 器器
X
Y
ZU
I/O辅助控制
12. PC104与运动控制芯片MCX314 之间的通讯及接口
数控系统硬件采用了主从式双CPU结构模式。 PC机与运动控制器之间通过PC/104总线传递信息。 主要有：
系统每轴都有伺服反馈输入端、4个输入点和8个输出点，能独 立设置为恒速、线性或S曲线加/减速控制方式，并具有2个32 位的逻辑、实际位置计数器和状态比较寄存器，实现位置的闭 环控制。
9. MCX314专用运动控制芯片的原因
插补算法、运动控制和位置控制主要由硬件来实现，不需要PC 机的干预就能自动完成从起点到终点的插补运动控制，减少了 运行过程中与主控制PC机频繁的数据交换，提高系统的运行速 度；
5. 解决问题的思路
基于PC104和运动控制芯片MCX314的数控系统
该方案以PC104作为主CPU，采用了MCX314来 实现运动控制的功能，使软硬件系统具备更强的模块 化，减少了软硬件设计，提高可靠性和性能，并减少 了开发周期。为经济型数控系统提供了更新更优的控 制方案，解决了传统数控系统兼容性差、功能不易扩 展、人机界面不灵活等问题。这将为嵌入式控制系统 的研究与开发提供有价值的参考，对开放式数控系统 的发展与应用起到一定的推动作用。
缩短开发周期。软件开发简单、快速，使用运动控制芯片使 我们不再需要研发运动控制部分，可以由更少的软件研发人 员花更少的时间完成复杂的运动控制编程，能够大大缩短项 目的研发时间和工作量。
提高控制性能。用专业高性能运动控制芯片控制，可使电机 运动更快、更平稳、更安静、更精确。
提高系统可靠性。成熟的运动控制芯片中各项软硬件功能均 己相当成熟，比用户自己开发的更为可靠。同时采用此芯片 后，控制器的硬件器件大为减少，软件程序大为缩短，均有 助提高可靠性。
8. MCX314运动控制芯片的功能
运动控制器基于MCX314芯片，MCX314是日本NOVA电子有 限公司研制的DSP运动控制专用芯片，性能优良、接口简单、 编程方便、工作可靠，可广泛应用于数控机床、机器人等领域 的运动控制。
芯片能与8位或16位数据总线接口相连，通过命令、数据和状 态等寄存器实现4轴3联动的位置、速度、加速度等参数的运动 控制和实时监控，实现直线、圆弧和位元三种模式的轨迹插补， 输出脉冲频率达4MHz。
基于PC104与MCX314运动控 制芯片的数控系统的研究
指导老师：皮佑国 学生：梁伟林
1. 研究目标
本课题提出一种基于PC104与运动控制芯片 的开放式数控系统方案。阐述了该方案的硬件和 软件的设计原理，为经济型数控系统提供了实现 方法。
2. 国内外研究现状
1956年－1974年，专用硬件NC时代
11. 数控系统功能描述
数控系统的硬件部分采用了主从式双结构模式。 主CPU为PC机，从CPU为运动控制芯片。采用 PC104+运动控制芯片MCX314这种结构的数控系统灵 活性好、功能稳定、可共享计算机的资源。以通用微机 为计算平台，运动控制器的指令输入、译码、运动指令、 粗插补以及输入输出等都是由PC机产生。在系统运动 控制的过程中，通过PC机实现运动的粗插补、实时控 制和管理规划，由MCX314实现简单多轴硬件精插补、 伺服控制和位置反馈等功能。
nP+P nP+N nP-P nP-N nEAP nECAN nECBP nINBN nINOP nINON
ห้องสมุดไป่ตู้
PULS+ PULSSIGN+ SIGN-
A+ AB+ BC+ C-
伺服驱动器
定位完成
nINPOS
COIN
报警信号
nALARM
ALM
MCX314与伺服驱动器的输入与输出信号
超程限位 开关输入
芯片上集成有专用于运动控制的I/O接口，如硬件限位、急停等， 可简化数控系统的硬件设计，提高系统运行的稳定性；
与主控制PC机之间的通讯简单，易于协调，对主控制PC机来 说，MCX314更像是一个外围功能芯片，通过设置一定的地址 和读写控制字就能实现对MCX 314的控制。
10. 选择MCX314运动控制芯片的优点
6. 数控系统一般方案比较
单片机系统 ARM+FPGA系统 PC机和专业运动控制卡
7. 运动控制卡常见解决方案
基于大规模集成电路，如8253, 8254；
基于单片机，如8031，8098； 基于数字信号处理器(DSP)型； 基于专用运动控制芯片的运动控制器,如
MCX314，PMAC.
1975年－1989年，专用计算机数控时代
1996年至今，开始全PC开放式智能化数控 新阶段
3. 现代数控技术的发展趋势
加工控制的高速化、高精度化
智能化、开放化、网络化、柔性化和集成 化
4. 存在的问题：
从数控技术的发展趋势看，数控技术在现代制造 业中得到了广泛的应用，当前制造技术正在向高速度、 高精度、柔性化和智能化方向发展，而传统的数控系 统大多采取封闭式设计，故存在系统兼容性差、功能 不易扩展、人机界面不灵活等问题，从而难以满足用 户的需要。开放式数控系统解决了以上传统封闭式数 控存在的问题，正是现代数控系统的发展方向。