[實用新型]一種基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡

有效

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• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN209170256U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設計）人: 余漆;鄧天華;李登靜;晁攀攀;熊亞明
• 申請（專利權）人: 四川九洲電器集團有限責任公司
• 主分類號: H02P8/40
• 分類號: H02P8/40
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 侯永帥;龐許倩

1.一種基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡，其特征在于，包括FPGA模塊、DSP模塊、電源模塊、接口電路模塊和步進電機驅動模塊；

所述電源模塊將外部直流電源電壓轉化為所述DSP模塊、FPGA模塊和接口電路模塊的工作電壓；

所述DSP模塊與所述FPGA模塊通過總線相連；

所述FPGA模塊與所述步進電機驅模塊、接口電路模塊分別相連；

所述接口電路模塊，用于連接外部信號；

所述步進電機驅動模塊與外部直流電源、步進電機分別相連。

2.根據權利要求1所述的基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡，其特征在于，所述FPGA模塊包括FPGA芯片、JTAG電路、時鐘電路、復位電路、外擴Flash電路、串行配置電路；所述復位電路與所述FPGA芯片相連，用于提供上電復位和掉電復位信號；所述時鐘電路與所述FPGA芯片相連，用于提供基準時鐘信號；所述JTAG電路、串行配置電路分別與所述FPGA芯片相連，用于提供在線燒寫程序運行和離線加載程序運行功能；所述外擴Flash電路與所述FPGA芯片相連，用于保存和加載數據。

3.根據權利要求1所述的基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡，其特征在于，所述DSP模塊包括DSP芯片、JTAG電路、時鐘電路、復位電路、外擴Flash電路；所述復位電路與所述DSP芯片相連，用于提供上電復位和掉電復位信號；所述時鐘電路與所述DSP芯片相連，用于提供基準時鐘信號；所述JTAG電路與所述DSP芯片相連，用于提供在線仿真以及燒寫程序功能；所述外擴Flash電路與所述DSP芯片相連，用于保存和加載數據。

4.根據權利要求2或3所述的基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡，其特征在于，所述步進電機驅模塊的SPI接口、STEP/DIR接口和狀態(tài)指示引腳分別與FPGA芯片的IO引腳相連。

5.根據權利要求4所述的基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡，其特征在于，所述DSP模塊與所述FPGA模塊之間通過地址總線和數據總線連接。

6.根據權利要求5所述的基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡，其特征在于，所述DSP芯片為TMS320F28335芯片，所述TMS320F28335芯片的XWE0、XZCS6、XZCS7、XA0-XA19、XD0-XD31引腳分別與所述FPGA芯片的IO引腳相連；外擴Flash電路包括M25P16-VMN6P芯片，所述M25P16-VMN6P芯片的HOLD和W引腳與FPGA芯片的IO引腳相連。

7.根據權利要求6所述的基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡，其特征在于，所述FPGA芯片為EP2S15F484I4芯片；串行配置電路包括EPCS16SI8N芯片；外擴Flash電路包括M25P16-VMN6P芯片，所述M25P16-VMN6P芯片的HOLD和W引腳與DSP芯片的GPIO引腳相連。

8.根據權利要求7所述的基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡，其特征在于，所述電源模塊包括DC/DC轉換單元、可調電壓轉換單元；所述DC/DC轉換單元包括THN15WI系列的DC/DC轉換功能模塊，用于將外部直流電源電壓轉換為5V電壓；所述可調電壓轉換單元包括PTH05000WAH芯片，用于將5V電壓分別轉化為3.3V、1.9V、1.2V電壓。

9.根據權利要求8所述的基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡，其特征在于，所述接口電路模塊包括：信號轉換單元、電平轉換單元；所述信號轉換單元為DS26LS32CM芯片，用于差分信號到單端信號的轉換；所述電平轉換單元包括MAX3232、MAX3490/MAX490、MAX3485/MAX485芯片，分別用于RS232、RS422、RS485電平到LVTTL或TTL電平的轉換。

10.根據權利要求9所述的基于DSP和FPGA的多軸步進電機驅動控制板卡，其特征在于，所述步進電機驅動模塊包括多個TMC261芯片；每一所述TMC261芯片通過濾波穩(wěn)壓電路與外部輸入電源相連，所述TMC261芯片分別與相應的驅動電機相連。