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| 沈陽第一機床廠磨床測控中的新技術應用 | | 發布者：admin 日期：2012/11/26 點擊：409 | | | 在系統可編程技術的應用ISP技術ispLSI器件是高性能大規�？删幊踢壿嬈骷�，沈陽第一機床廠集成度在1000門到25000門之間，PintoPin（管腳到管腳）延時最小可達35ns，它采用E2CMOS工藝，系統工作速度最高可達180MHz，具有現場可編程門陣列（FPGA）的容量和靈活性，功耗低，可電擦除，100%參數測試，還可以設置密碼，加密單元可防止未經許可的陣列圖形的拷貝，起到保護作用。
ISP器件的最大特點是采用在系統可編程技術。沈陽第一機床廠未編程的ISP器件首先焊在印制電路板上，用戶利用開發系統軟件生成編程所需的熔絲圖文件，用一根連于PC機并行口上的燒寫電纜和一路5V電源，就可以對印制板上的器件進行多次編程，由于在ISP器件中已經集成了所有的編程電路及升壓電路，故不再需要外部編程器。用戶在測試系統時不必將其從電路板上取下，就可重構系統功能，因此很容易進行系統的再設計，達到系統重構，實現系統的升級，從而方便了電路板和整個系統的調試，沈陽第一機床廠使系統易于更新換代<4>。
ISP電路設計基于鎖相式光柵莫爾條紋信號細分理論，根據磨床測控系統的要求及ISP的特點，設計出ISP1032在此系統中的應用原理框圖如所示。
ISP1032應用原理框圖系統中使用1片可編程邏輯器件ISP1032，設計組成了2個計數器、80分頻分頻器、通訊模塊、100kHz調制載波信號處理器和一些邏輯門電路。沈陽第一機床廠2個計數器分別對鎖相倍頻器的輸出信號CLKA和細分基準信號CLK進行計數。鎖相倍頻電路中的反饋電路由80分頻分頻器組成。調制載波信號由8MHz晶振經過分頻移相產生SINOUT和COSOUT2路100kHz的正交信號。通訊模塊通過數據輸出引腳DIO將兩個計數器的數據分時送到單片機中處理。
利用可編程邏輯器件對電路進行設計，它的邏輯功能是通過開發軟件編程實現的。采用的ISP1032芯片是利用ispDesignExpert軟件進行設計并實現其電路邏輯功能的。軟件的設計方法有3種：邏輯圖、硬件描述語言以及兩種方法的混合輸入。
系統采用的是第3種方法，用層次化、模塊化的思想進行描述，大大提高了設計的效率。硬件描述語言用ABEL-HDL進行編程，簡單、易懂，便于學習，容易上手<5-6>。
實驗仿真與結果分析為了實現可編程邏輯器件ISP1032在磨床測控系統中所應完成的功能，采用了硬件描述語言的輸入方式，并通過開發軟件ispDesignExpert對其功能進行模擬仿真，加以驗證。以六進制計數器為例來說明，其硬件描述語言如下：MODULECOUNTER6TITLEThisiscouter6CLK，EN，CLRPIN；Q0，Q1，Q2PINISTYPEREG；CYPIN；COUNT=；EQUATIONSCOUNT.CLK=CLK；COUNT.AR=CLR；WHEN（（COUNT>=^H5）EN）THENCOUNT：=0；ELSEWHEN（EN）THENCOUNT：=COUNT.FB；ELSEWHEN（EN）THENCOUNT：=COUNT.FB+1；CY=（COUNT==^H5）EN；END利用ispDesignExpert軟件得到的仿真波形如。從圖中可清晰地看出CY信號線上的波形，因此，該功能得以驗證。
結束語系統采用ISP技術將幾乎所有數字邏輯電路集成在一片可編程邏輯器件中，沈陽第一機床廠大大縮小了印刷電路板的面積，降低了功耗，提高了系統的可靠性及穩定性。由于設計過程中可仿真電路的波形，驗證電路的功能，因此節省了電路設計的時間，提高了設計的正確性。
實踐證明，基于鎖相式光柵莫爾條紋信號細分理論，利用ISP可編程邏輯器件設計的磨床測控系統具有集成度高、可靠性好等優點，實現了設計電路的數字化，提高了信號的跟蹤能力，加工精度、集成度及可靠性大幅度提高。 | | | | [返回] [打印] |
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