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| 沈阳第一机床厂磨床测控中的新技术应用 | | 发布者：admin 日期：2012-11-26 点击：390 | | | 在系统可编程技术的应用ISP技术ispLSI器件是高性能大规模可编程逻辑器件，沈阳第一机床厂集成度在1000门到25000门之间，PintoPin（管脚到管脚）延时最小可达35ns，它采用E2CMOS工艺，系统工作速度最高可达180MHz，具有现场可编程门阵列（FPGA）的容量和灵活性，功耗低，可电擦除，100%参数测试，还可以设置密码，加密单元可防止未经许可的阵列图形的拷贝，起到保护作用。
ISP器件的最大特点是采用在系统可编程技术。沈阳第一机床厂未编程的ISP器件首先焊在印制电路板上，用户利用开发系统软件生成编程所需的熔丝图文件，用一根连于PC机并行口上的烧写电缆和一路5V电源，就可以对印制板上的器件进行多次编程，由于在ISP器件中已经集成了所有的编程电路及升压电路，故不再需要外部编程器。用户在测试系统时不必将其从电路板上取下，就可重构系统功能，因此很容易进行系统的再设计，达到系统重构，实现系统的升级，从而方便了电路板和整个系统的调试，沈阳第一机床厂使系统易于更新换代<4>。
ISP电路设计基于锁相式光栅莫尔条纹信号细分理论，根据磨床测控系统的要求及ISP的特点，设计出ISP1032在此系统中的应用原理框图如所示。
ISP1032应用原理框图系统中使用1片可编程逻辑器件ISP1032，设计组成了2个计数器、80分频分频器、通讯模块、100kHz调制载波信号处理器和一些逻辑门电路。沈阳第一机床厂2个计数器分别对锁相倍频器的输出信号CLKA和细分基准信号CLK进行计数。锁相倍频电路中的反馈电路由80分频分频器组成。调制载波信号由8MHz晶振经过分频移相产生SINOUT和COSOUT2路100kHz的正交信号。通讯模块通过数据输出引脚DIO将两个计数器的数据分时送到单片机中处理。
利用可编程逻辑器件对电路进行设计，它的逻辑功能是通过开发软件编程实现的。采用的ISP1032芯片是利用ispDesignExpert软件进行设计并实现其电路逻辑功能的。软件的设计方法有3种：逻辑图、硬件描述语言以及两种方法的混合输入。
系统采用的是第3种方法，用层次化、模块化的思想进行描述，大大提高了设计的效率。硬件描述语言用ABEL-HDL进行编程，简单、易懂，便于学习，容易上手<5-6>。
实验仿真与结果分析为了实现可编程逻辑器件ISP1032在磨床测控系统中所应完成的功能，采用了硬件描述语言的输入方式，并通过开发软件ispDesignExpert对其功能进行模拟仿真，加以验证。以六进制计数器为例来说明，其硬件描述语言如下：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软件得到的仿真波形如。从图中可清晰地看出CY信号线上的波形，因此，该功能得以验证。
结束语系统采用ISP技术将几乎所有数字逻辑电路集成在一片可编程逻辑器件中，沈阳第一机床厂大大缩小了印刷电路板的面积，降低了功耗，提高了系统的可靠性及稳定性。由于设计过程中可仿真电路的波形，验证电路的功能，因此节省了电路设计的时间，提高了设计的正确性。
实践证明，基于锁相式光栅莫尔条纹信号细分理论，利用ISP可编程逻辑器件设计的磨床测控系统具有集成度高、可靠性好等优点，实现了设计电路的数字化，提高了信号的跟踪能力，加工精度、集成度及可靠性大幅度提高。 | | | | [返回] [打印] |
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