嵌入式四轴运动控制器系统硬件部分该如何设计？

一直以来，嵌入式四轴运动控制器的设计都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在，小编将为大家带来嵌入式四轴运动控制器系统硬件设计的相关介绍，详细内容请看下文。

一、S3C2440

S3C2440是一款基于ARM920T的16/32位RISC嵌入式处理器，由韩国三星公司生产。这款处理器非常流行，主要用于嵌入式系统。S3C2440的频率为400MHz，其核心ARM920T由ARM9TDMI、存储管理单元（MMU）和高速缓存三部分组成。MMU能够管理虚拟内存，而高速缓存则由独立的16KB地址和16KB数据高速Cache组成。此外，ARM920T还拥有两个内部协处理器，分别是CP14（用于调试控制）和CP15（用于存储系统控制和测试控制）。

S3C2440处理器满足了小型手持设备和普通应用要求的低功耗和高性能需求，是一种实用的小型芯片微控制器。它提供了非常丰富的内部设备，支持JTAG仿真器调试，并具备16KB的指令缓存和数据缓存。S3C2440还支持包括微软Windows CE、Palm OS、Symbian和Linux在内的几种主要操作系统，具有内置的NAND闪存引导加载器。该处理器采用先进微控制器总线架构（AMBA）开发，使用0.13μm的CMOS工艺技术和存储器编译器制造。S3C2440提供了多种接口和功能，如照相机接口、支持TFT及STN液晶显示器的功能、SD/MMC/SDIO卡插槽、USB主机和设备接口以及触摸屏接口等，从而向终端用户提供附加价值。

二、基于S3C2440和专用DSP的嵌入式四轴运动控制器的系统硬件设计

1、系统硬件平台设计

在控制系统中，以S3C2440处理器为主控，PCL6045BL运动控制芯片为从CPU，构建的嵌入式运动控制器结构如下图所示。

S3C2440是一款16/32位ARM920T RISC处理器，它实现了MMU、AMBA总线和独立的16 KB指令和16 KB数据哈佛结构的缓存，每个缓存均为8个字长度的流水线。S3C2440提供全面的、通用的片上外设，不需要配置额外的部件。PCL6045BL运动控制芯片，由NPM公司生产，是一种通过总线接收CPU命令、并产生脉冲控制步进电机或脉冲驱动型伺服电机的CMOS大规模集成芯片，可提供多种输出运动控制功能，包括连续、定长、回原点等输出方式。PCL6045BL可以实现2~4轴线性插补及任意两轴圆弧插补。在这种主从结构框架基础上，主CPU S3C2440主要负责数据的存储、人机界面的显示、网络通信等管理工作。从CPU PCL6045BL输出的脉冲发送给4个轴的伺服驱动器。S3C2440只需要通过发送简单的指令给PCL6045BL，便可实现各种控制功能。

2、ARM 与PCL6045BL的连接

PCL6045 BL与ARM的通信是通过读写I/O总线上的几个地址来进行指令和数据的传输。PCL6045BL每个轴的内部寄存器地址由A0、A1 和A2地址线输人决定，其控制地址范围由输入端子A3和A4进行选择。因此在这种主从结构的设计中，ARM与PCL6045BL的连接如下图所示。

3、I/O接口电路

嵌入式四轴运动控制器与伺服电机之间是通过I/O接口电路进行连接的。I/O接口电路主要任务是完成输入信号的光电隔离以及对输出脉冲的驱动。设计中采用光电耦合器将PCL6045BL芯片与后面的伺服电机驱动器以及其他控制反馈等线路隔离。由于光耦合器输入输出问互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。将PCL6045BL的输出信号（如CP、CW等）和输入信号（如报警、限位等）都使用光耦器件与PCL6045BL隔离，这样能有效地防止干扰信号进入主芯片损坏PCL6045BL。

以上就是小编这次想要和大家分享的有关嵌入式四轴运动控制器设计的内容，希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章，可以在网页顶部选择相应的频道哦。