基于RS－232串行总线的多轴运动控制卡

摘要

本发明公开了一种基于RS－232串行总线的多轴运动控制卡，是由控制单元、开关量输入单元和信号输出单元组成。其控制单元包含RS－232通信接口、石英晶体多谐振荡器、电源监测电路；开关量输入单元包含开关量采集模块和开关信号隔离整形模块；信号输出单元包含脉冲信号输出单元、电压信号输出单元、电流信号输出单元、方向信号输出单元。运动控制卡具有外围器件少、硬件结构简单、柔性度高等特点。在可编程计数/定时器电路设计上，选用了型号为8254的可编程计数/定时器电路作为脉冲控制电路，在EEPROM的芯片选择上采用了X5045，具有低VCC检测上电和掉电保护功能，保证了本运动控制卡的运行稳定性。在总线设计上采用了串行方式，具有连接引脚数量少、成本低和无需驱动程序。

主权项

1、一种基于RS-232串行总线的多轴运动控制卡，其特征在于包括控制单元(1)、开关量输入单元(2)和信号输出单元(3)；其中：1)控制单元(1)：它包括RS-232通信接口(1.1)、石英晶体多谐振荡器、电源监测电路；RS-232通信接口(1.1)一端与单片机CPU通过串行总线相连，一端与上位PC机相连，石英晶体多谐振荡器发生脉冲信号与可编程计数/定时器8254相连，电源监控电路通过总线与单片机CPU相连；2)开关量输入单元(2)：它包括开关量采集模块、开关信号隔离整形模块；开关量采集模块通过限位开关和光电开关采集外部X、Y、Z回零、限位开关、对刀信号量，开关信号隔离整形模块通过滤波电路和TPL光耦隔离电路实现开关量输入信号和单片机CPU之间的电平转换；3)信号输出单元(3)：它包括脉冲信号输出电路(3.1)、电压信号输出电路(3.2)、电流信号输出电路(3.3)、正反转方向信号；脉冲信号输出电路(3.1)通过可编程计数/定时器8254与单片机CPU相连，经三片可编程计数/定时器8254实现的脉冲频率和脉冲数目与X、Y、Z轴驱动器相连；电压信号输出电路(3.2)通过D/A转换电路接电主轴驱动器，电流信号输出电路(3.3)通过V/I转换电路接电主轴驱动器；正反转方向信号通过锁存器芯片产生正反转信号提供给各轴驱动器。