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| 沈陽(yáng)第一機(jī)床廠(chǎng)磨床測(cè)控中的新技術(shù)應(yīng)用 | | 發(fā)布者：admin 日期：2012/11/26 點(diǎn)擊：452 | | | 在系統(tǒng)可編程技術(shù)的應(yīng)用ISP技術(shù)ispLSI器件是高性能大規(guī)�？删幊踢壿嬈骷�沈陽(yáng)第一機(jī)床廠(chǎng)集成度在1000門(mén)到25000門(mén)之間，PintoPin（管腳到管腳）延時(shí)最小可達(dá)35ns，它采用E2CMOS工藝，系統(tǒng)工作速度最高可達(dá)180MHz，具有現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）的容量和靈活性，功耗低，可電擦除，100%參數(shù)測(cè)試，還可以設(shè)置密碼，加密單元可防止未經(jīng)許可的陣列圖形的拷貝，起到保護(hù)作用。
ISP器件的最大特點(diǎn)是采用在系統(tǒng)可編程技術(shù)。沈陽(yáng)第一機(jī)床廠(chǎng)未編程的ISP器件首先焊在印制電路板上，用戶(hù)利用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件生成編程所需的熔絲圖文件，用一根連于PC機(jī)并行口上的燒寫(xiě)電纜和一路5V電源，就可以對(duì)印制板上的器件進(jìn)行多次編程，由于在ISP器件中已經(jīng)集成了所有的編程電路及升壓電路，故不再需要外部編程器。用戶(hù)在測(cè)試系統(tǒng)時(shí)不必將其從電路板上取下，就可重構(gòu)系統(tǒng)功能，因此很容易進(jìn)行系統(tǒng)的再設(shè)計(jì)，達(dá)到系統(tǒng)重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的升級(jí)，從而方便了電路板和整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試，沈陽(yáng)第一機(jī)床廠(chǎng)使系統(tǒng)易于更新?lián)Q代<4>。
ISP電路設(shè)計(jì)基于鎖相式光柵莫爾條紋信號(hào)細(xì)分理論，根據(jù)磨床測(cè)控系統(tǒng)的要求及ISP的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出ISP1032在此系統(tǒng)中的應(yīng)用原理框圖如所示。
ISP1032應(yīng)用原理框圖系統(tǒng)中使用1片可編程邏輯器件ISP1032，設(shè)計(jì)組成了2個(gè)計(jì)數(shù)器、80分頻分頻器、通訊模塊、100kHz調(diào)制載波信號(hào)處理器和一些邏輯門(mén)電路。沈陽(yáng)第一機(jī)床廠(chǎng)2個(gè)計(jì)數(shù)器分別對(duì)鎖相倍頻器的輸出信號(hào)CLKA和細(xì)分基準(zhǔn)信號(hào)CLK進(jìn)行計(jì)數(shù)。鎖相倍頻電路中的反饋電路由80分頻分頻器組成。調(diào)制載波信號(hào)由8MHz晶振經(jīng)過(guò)分頻移相產(chǎn)生SINOUT和COSOUT2路100kHz的正交信號(hào)。通訊模塊通過(guò)數(shù)據(jù)輸出引腳DIO將兩個(gè)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)分時(shí)送到單片機(jī)中處理。
利用可編程邏輯器件對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，它的邏輯功能是通過(guò)開(kāi)發(fā)軟件編程實(shí)現(xiàn)的。采用的ISP1032芯片是利用ispDesignExpert軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)其電路邏輯功能的。軟件的設(shè)計(jì)方法有3種：邏輯圖、硬件描述語(yǔ)言以及兩種方法的混合輸入。
系統(tǒng)采用的是第3種方法，用層次化、模塊化的思想進(jìn)行描述，大大提高了設(shè)計(jì)的效率。硬件描述語(yǔ)言用ABEL-HDL進(jìn)行編程，簡(jiǎn)單、易懂，便于學(xué)習(xí)，容易上手<5-6>。
實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析為了實(shí)現(xiàn)可編程邏輯器件ISP1032在磨床測(cè)控系統(tǒng)中所應(yīng)完成的功能，采用了硬件描述語(yǔ)言的輸入方式，并通過(guò)開(kāi)發(fā)軟件ispDesignExpert對(duì)其功能進(jìn)行模擬仿真，加以驗(yàn)證。以六進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例來(lái)說(shuō)明，其硬件描述語(yǔ)言如下：MODULECOUNTER6TITLEThisiscouter6CLK，EN，CLRPIN；Q0，Q1，Q2PINISTYPEREG；CYPIN；COUNT=；EQUATIONSCOUNT.CLK=CLK；COUNT.AR=CLR；WHEN（（COUNT>=^H5）EN）THENCOUNT：=0；ELSEWHEN（EN）THENCOUNT：=COUNT.FB；ELSEWHEN（EN）THENCOUNT：=COUNT.FB+1；CY=（COUNT==^H5）EN；END利用ispDesignExpert軟件得到的仿真波形如。從圖中可清晰地看出CY信號(hào)線(xiàn)上的波形，因此，該功能得以驗(yàn)證。
結(jié)束語(yǔ)系統(tǒng)采用ISP技術(shù)將幾乎所有數(shù)字邏輯電路集成在一片可編程邏輯器件中，沈陽(yáng)第一機(jī)床廠(chǎng)大大縮小了印刷電路板的面積，降低了功耗，提高了系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性。由于設(shè)計(jì)過(guò)程中可仿真電路的波形，驗(yàn)證電路的功能，因此節(jié)省了電路設(shè)計(jì)的時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)的正確性。
實(shí)踐證明，基于鎖相式光柵莫爾條紋信號(hào)細(xì)分理論，利用ISP可編程邏輯器件設(shè)計(jì)的磨床測(cè)控系統(tǒng)具有集成度高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)電路的數(shù)字化，提高了信號(hào)的跟蹤能力，加工精度、集成度及可靠性大幅度提高。 | | | | [返回] [打印] |
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