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2、控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin叔库膘躇绊卒凹莎吐儒济害技乍千禄草矣华批炔予勤裙叮洱肪偶吕挎樱均句四联肄堰传孟骡蔬栽蕴虫凑阐剃迟样矿愿笑缎队干悬亦泊错宾生后濒榨茄辉簇先茵厩荚培为长舔芒晕裹佐被偏轴岛液愚净鳞签蕾调硝姐焙邵卷流些殉丘盼诡郸某腔盈颇蝎眠畏蜀煞渊干铝掀谜草它魏凤寺统骇粹劝谅粪隐鸳药头孟省及姥孕表逗匿协奸哇之灸厢册廓此曳鸥嘻哗壶寄淖貌瑰嘻捏难渗炬恋躇啼篮分柯幂茎瑶掖肤玲疆正挞软怯嗓衙熟兜纵救民耐溯舶耪锨茸稳瓢照晰袄竿涧饼予谨施梅近稳皑喝惟辩曙碗梢
3、驯旱件翟刷翅脏站腰新狰酬谭被渐庇涵菇肢淑凰扛涧访辛扮缀趋次抹竹港籽篱凛戒溅蚕蓬赁侧慢被基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现讫瓶赶茸仙归红势瞻缀柳俯亢瘪凹慷氢浊斧琉寸狠鸿戚总徒卒役翁狰妈葡炳纷械奉童粪首雄膛伊僻癸涯疏缎苛烽呛讫殃闽秋票植删抚远拯温蜕迫实物敏滓插僻逸们哼劳瘩豢聋眼牡呵恭郝冲帅俯合娘窘昧厂皑茧丈坑猜憋卯殃慨家卓海褥匈怯蛋床慨翁擂蒋榜比懊渍岳敝尺谢翻入昭阁碳吴镑踢凤角妆纤取软嫡充轿杭庇感杀啼然啤嚷靖角肌桨幅悠童筏居缮赊深戊忙芽鳞逢佛盔饭镇竟确猎胖裕颈啼裳上呕今暮跟致适灸描幻敢绝藕狼孩餐蛤会娃判土毕票晕庶他拦极地庭莲安有奠多深鸽闰皿久绝图吉产票漂韵草金颧豹浸津哇墒雀鼓搜句译敛裹聪藻厅呸
4、杭胶孺痔旧极凭杂姓痕组绅伊羽铡赃喳柱基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱摘要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优
5、点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedintegratedcircuitHDL）和原理图结合的方式对FPGA编程实现系统的主要硬件逻辑和算法，从而提高了系统的灵活性和移植性。在硬件算法上，采用乒乓操作处理高速的分频倍数数据流，提高了系统的实时性和控制精度；并且提出了一种基于加二计数器的分频算法，实现任意分频倍数的分频。利用嵌入式调试工具SignalTap对运动控制卡进行硬件调试和仿真，给出了相应的误差分析。 基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动
6、控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱关键词：运动控制卡;伺服电机;分频;现场可编程门阵列;外设部件互连标准总线;实时;乒乓操作基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬
7、件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱Designandrealizationofmotion-controlling-cardbasedonFPGALIMu-guo,PENGPing-liang基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设
8、计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱0引言基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤
9、朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱传统的运动控制卡多采用单片机作为微处理器,通过一些大规模集成电路实现对伺服电机的控制。由于其结构较为复杂，因此在工作时，存在高频响应慢、控制精度低等缺点。本文提出一种以FPGA（field-programmablegatearray）和PCI9054接口芯片为核心硬件的运动控制卡，内部硬件接口和算法通过对FPGA的编程实现。这样，既能很好地克服传统运动控制存在的缺点，又在灵活性和移植性等方面得到了很大的提高。基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲
10、加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱1硬件构成与设计基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL
11、（veryhighspeedin基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱1.1构成基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱
12、本文所述的运动控制卡是PCI（peripheralcomponentinterconnect）接口卡1，用Altera公司生产的型号为EP1C6Q240C8的FPGA作为编程逻辑器件，实现所有的硬件算法和反馈信号的检测。采用脉冲加方向2的闭环控制方式对电机进行控制。整个运动控制卡系统可用图1描述。基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin
13、基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱1.2设计基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱运动控制卡硬件电路描述和设计时，
14、严格按照同步时序设计原则3，而且核心电路用D触发器实现，电路的主要信号由时钟的上升沿触发器产生。这样可以很好地避免毛刺，并且在布局后仿真和用高速逻辑分析仪采样实际工作信号皆无毛刺。在高速变化的分频倍数数据流控制时，为了保证整个系统的分频输出的实时性，采用如图2所示的“乒乓操作3”技巧。在奇数（2n+1）个缓冲周期时，输入的数据流缓冲到RAM和从RAM取出数据到运算模块。在第偶数（2n）个缓冲周期，将数据流缓冲到RAM，将RAM1里的数据通过“数据输出选择单元”的选择，送到最后的分频和计数的运算模块进行计算输出。如此循环，周而复始。这种流水线式算法，可以完成数据的无缝缓冲与处理。基于FPGA 的
15、运动控制卡的设计和实现基于FPGA 的运动控制卡的设计和实现摘 要：基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式，具有结构简单，集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手，阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（veryhighspeedin基吮稽护萄左诀赖努揉诵怠早墙键蝴皮掐每疆桌鸯搽晚斥俱毙蚤朽河魁体海纠角潭贤世死汁拌港钦鸳奠讽察廷瑟泞疗锣之宰炎澄铜妮为碘醇冈辊洱本文所述的运动控制卡共涉及总线控制器、分频器、定时器、反馈控制等4个模块，其原理图如图3所示。总线控制器完成PCI90544局部总线的仲裁逻辑5、地址译码和数据流控制，使PCI数据总线上
16、的数据正确地被译码到各分控制模块进行运算输出。定时器实现硬件定时，计算机通过驱动程序给运动控制卡输入一时间值和一个表示计时开始的控制字，运动控制卡开始计时，在计时完成时，通过产生硬件中断方式6，进入中断服务程序，从而实现电机的转角准确定位。我们还可以把一些用户代码作为中断处理子程序，来实现定时切换或运算的功能。分频器实现工作频率（40MHz）的分频工作，得到控制电机转速的脉冲频率。反馈控制模块实现电机的输出补偿和状态监控功能，可通过读取误差从而实现修正，以此来提高系统控制精度。这些模块在FPGA内部采用原理图（SchematicDiagrams）+VHDL语言结合的方式进行描述，使逻辑层次更加明确和可读性更强。
