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发布采购

采用CPLD与绝对式编码器进行高速串行通信

日期:2012-11-9标签: (来源:互联网)

引言

目前国内数控机床中的伺服电机一般都是配套增量式编码器,而增量式编码器的精度并不太高且输出的是并行信号,欲提高其精度就必然要增大编码器的设计难度和增多并行信号的输出。

这样就不利于伺服单元与编码器的长距离通信,而采用绝对式编码器,除了其精度比增量式编码器高几倍以外,其信号的输入输出都采用高速串行通信,节省了通信线路便于长距离的通信,在编码器的另一端,采用CPLD与绝对式编码器进行高速串行通信,CPLD再把收到的编码器信息转变为并行数据传送给伺服单元中的DSP进行运算控制,本文将给出CPLD与绝对式编码器高速串行通信的软硬件设计方案。

硬件设计

硬件主要由电源、CPLD及其外围电路和绝对式编码器接口电路三个模块组成。

电源模块

电源模块由开关电源电路和DC/DC电源芯片组成,如图1所示。

图中的开关电源将220V交流电网电压转变成+5V,+15V,-15V,开关电源可滤除电网中存在的各种干扰,并且开关电源中的变压器将220V AC与输出的+5V,+15V,-15V隔离开,内部电路还采用了TL431调节开关管的导通脉冲宽度,因此开关电源的抗干扰、安全性、稳定性及稳压程度都比较好,TPS7333是DC/DC芯片,它将+5V的直流电压转变成+3.3V的稳定直流电压供给CPLD使用,TPS7333转换效率、可靠性和稳压性都比较好,它在输入电压为+3.77V-+10V的电压范围内都能转换出+3.3V,使CPLD不受输入电压过高导致其烧坏。

CPLD及其外围电路模块

CPLD及其外围电路模块主要由CPLD、CPLD编程下载接口电路(JTAG接口),DSP接口电路、有源晶振、电平转换电路和ADM485及其外围电路(负责与编码器通信的接口电路)组成(图2)。