图

1

　原理图

图

2

　最终电路

脉冲的宽度与设计要求不一致 。而且 ,由此构成的四
倍频电路脉冲周期很难保持一致 。检测电机转子实际
位置时 ,将倍频过的信号送入 8254 的两路计数器中 ,
由代表转动方向的电平决定对哪一路进行计数 ,然后
由 CPU 读取两路数值 ,经处理后得到位置的相对增
量 。这种由分立器件组成的电路由于其各器件参数的
不同 ,很容易导致倍频过的信号宽度和间隔不均匀 ,可
靠性也明显不如大规模的集成芯片 。

3

　基于

ISP

技术的新型测量方法的设计

为了克服上述电路的不足 ,利用 Lattice 公司的高

密度 ISP 器件 ispL SI1016 - 60 重新设计了测量电路 。

IspL SI1016 是基本系列器件 , 有 2000 个 PLD 门 , 16

个 GLB ,96 个寄存器 ,36 个 I/ O ,因此一片器件中完全
可以容纳整个测量电路 。同时一个芯片内的门电路 、
触发器的参数特性是完全一致的 ,在相同转速下四倍
频脉冲信号的脉冲周期可以保持一致 。另一方面 ,由
于所有电路做在一个片子上 ,抗干扰性能比分离器件
构成的电路也有极大的提高 。

为了方便起见 ,采用 Lattice 公司的 ISP Synario

system 设计应用软件 ,它包括进行 Lattice ISP 器件和

GAL 器件设计所必须的所有软件和文档 ,是一套基于

Synario 软件的可编程逻辑器件设计系统 。它支持原

理图输入和 AB EL - HDL 输入 ,并且还包含功能模拟
器和波形显示器 。项目管理器 ( Project Navigator) 给
设计和调试提供了更大的方便 。在设计过程中将位置
检测电路划分为三个模块 :数字四倍频电路 、

脉冲宽度

调节电路和 12 位可逆计数器 。对每个模块分别用原
理图和 AB EL 硬件描述语言混合输入 , 进行功能仿
真 ,然后将各个模块连接起来 ,再进行仿真 ,满足要求
后生成熔丝图文件 ,下载到器件中 ,完成整个设计 。最
终电路如图 2 所示 。

3. 1 　数字四倍频电路

针对该电路所生成的逻辑符号为 bp1 。a ,b 为相

位差为 180°

的两组脉冲输入信号 ,输出信号 dir 是表

示转向的高低电平 ,out 为输出的倍频信号 。其原理
是利用触发器的输出将其立即复位 ,从而产生一个窄
脉冲信号 。但由于此脉冲宽度过窄 ,因此在后续的处
理中还需要将其展成所需的宽度 。与此逻辑符号相对
应的 AB EL - HDL 源文件为 :

equations

aa. clk = a ; aa. d = 1 ; aa. ar = aa. fb ;

aa1. clk = ! a ; aa1. d = 1 ; aa1. ar = aa1. fb ;

bb. clk = b ; bb. d = 1 ; bb. ar = bb. fb ;

bb1. clk = ! b ; bb1. d = 1 ; bb1. ar = bb1. fb ;

out = (aa. q) # (aa1. q) # (bb. q) # (bb1. q) ;

dir. clk = a dir. d = ! b ; dir. ar = t2. fb ;

t2. clk = b ; t2. d = ! a ; t2. ar = t2. fb ;

3. 2 　脉冲宽度调节电路

脉冲宽度调节电路其实是一个定时器电路 。利用

倍频电路输出信号的上升沿触发定时器进行定时 。当
达到定时时间后 ,定时器输出一个高电平复位 D 触发
器 ,这样就在 D 触发器的输出端形成一个宽度和定时
时间相同的脉冲 。其宽度还可通过定时器的预置数来
调节 。

该电路所生成的逻辑符号为 timer1 。en0 ,en1 为

使能信号 ,clk 为系统时钟脉冲 ,ld 为载入脉宽信号 ,i0

- i2 脉冲宽度 ,out 为输出脉冲 。与此逻辑符号相对

应的 AB EL - HDL 源文件为

equations

outt . CL K = clk ;

out . clk = (l = = outt) ;

out . ar = ! en0 ;

l. lh = ld ;

when ( (l = = outt) & ! en1) t hen {outt : = 0 ; out : = ( ! out .

FB) ;}

else when (en1 &ld) t hen {outt : = 0 ; l : = i ; out : = 0 ;}

else when ( ! en0) t hen {outt : = 0 ;}

else when (en0) t hen outt : = (outt . fb + 1) ;

3. 3 　十二位可逆计数器

为了达到设计所需的精度 ,同时权 (下转第 26 页)

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组合机床与自动化加工技术