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基于TMS320F2812的多轴运动控制卡设计

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  2．2 数据总线扩展电路设计
  由于系统采用了双口RAM作为DSP和CH365之间数据传输的缓冲芯片，而TMS320F2812的地址总线为19位，IDT7025为13位，CH365为16位，因此，把IDT7025的13位地址线A[O．．12]分别与DSP的地址线XA[O．．12]和CH365的地址线A[O．．12]相连，并将CH365的地址线A0用作数据总线扩展的使能信号。
  TMS320F2812与IDT7025的数据宽度皆为1大电流电感6位，由于TMS320F2812的I功率电感器／O电源为3．3 V，IDT7025的电源为5 V，因此二者数据线之间需要连接一个电压转化芯片SN74LVTHl6245，并通过XR／W信号控制数据传递的方向；而CH365的数据宽度为8位，为使其与16位双口RAM正常通信，系统利用CPLD对CH365的数据总线进行了扩展。CPLD芯片选用A1tera公司生产的EPM7064，通过CH365地址线A0的使能对16位数据进行分时读／写，从而解决了数据总线的扩展问题。其内部逻辑电路如图3所示，其中主要包括2个锁存器(74373b)，和2个三态门缓冲器(74541b)。

  

  CH365支持PC机以单字节、双字节(字)、四字节(双字)为单位对I／O端口或存储器进行读／写。在多字节连续读／写操作期间，CH365每读完一个字节数据后，就会自动将偏移地址加1，以指向下一字节的偏移地址。在本系统中，将16位数据的读／写转化为8位数据(1字节)的分时读／写。CH365读取双口RAM数据时，首先CH365_A0为低电平，低8位数据通过三态门U3直接读入到CH365中，高8位数据锁存到锁存器U4中；然后偏移地址自动加1，CH365_A0为高电平，高8位数据由锁存器U4读入CH365。CH365向双口RAM写入数据时，首先CH365_A0为低电平，锁存器U1使能信号G高电平有效，三态门U2无效(GN2为高电平)，低8位写入锁存器；然后偏移地址加1，CH365_A0为高电平，三态门U2使能信号有效，高8位数据直接写入双口RAM，同时低8位数据通过锁存器U1写入双口RAM(OEN为低电平)。
  工字电感 对上述逻辑关系用“MAX+PLUS”进行仿真后，得到图4所示的时序。图中RAM_DD和CH365_DD表示仿真结果，从图中可知仿真结果完全符合设计要求。由此可见，利用最低地址位CH365_A0的不同电平，CH功率电感器365通过两次连续的读或写操作，成功地实现了对双口RAM中16位数据的读／写，并且数据的读／写时序完全符合CH365的读／写时序，可以方便地进行软件编程。

  

  3 上／下位机通信软件设计
  在硬件电路实现之后，把完成的板卡插于PC机的PCI插槽，上电后根据系统提示安装CH365驱动程序，在正确安装好硬件之后，利用API函数，就可以在VC环境下编写和调试PCI和DSP的通信软件了。
  由上述可知，双口RAM的高4 KB空间用于PC机向DSP下载数据，如果数据大于4 KB，则存在着一次不能够把全部数据下载到DSP中的问题。因此，采取了向双口RAM中循环写入数据的办法，即PC机向双口RAM一次只写入4 KB数据，接着向DSP申请中断。DSP响应中断一次性将4 KB数据复制到DSP其他大容量存储空间(如扩展SRAM)中，然后释放双口RAM空间。此时PC机便可再写入4 KB数据，如此循环往复，直到将所有数据都写入DSP中。部分代码如下：

  
  数据反馈功能主要是通过CH365响应DSP中断来实现的。DSP程序将数据写入双口RAM低4 K电感器命名B空间后向CH365申请中断，CH365响应中断将数据反馈到PC并显示到人机界面。中断函数部分代码如下：

  
  

  结 语
  随着计算机技术和电子技术的发展，将运算高速、功能强大的数字信号处理器应用于运动控制，可以实现复杂的控制算法和实现高精度、高速度、多轴联动，在数控应用中，将会占据越来越重要的地位。而快速准确的通信又是这种运动控制器的基础。本文介绍的通信方式，具有性能可靠，硬件结构简单，价格便宜的优点，具有较好的应用前景。

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