输出部分中一部分输出控制各进给轴伺服系统的指令脉冲、另一个为

D/A

输出控制主轴伺服系统

;32 路数字输出主要用来控制冷却系统和润滑系统的开关、

使能各个轴的何服系统等。
　　

CPLD 部 分是该位置控制卡的主要部分，主要实现如下功能:

　　

(1)根 据 上位机(PC104)的指令产生特定频率与数目的脉冲，并传递给四个

进给轴〔

X,Y ,Z ,C )的伺服驱动器，以脉冲控制方式控制电机;

　　

(2)为 上 位机提供插补周期的定时;

　　

(3) 根 据 上位机指令，实现输人输出部分的片选译码功能;

　　

(4) 对 光 隔，整形后的手脉信号进行四倍频鉴向计数。

　　下面就来专门介绍这部分的设计实现。
    2.2 C PL D 部 分设 计 与 仿 真
　　

Al ters 公 司是一家专门从事逻辑器件生产的厂家，自该公司成立 10 余年来，

一直致力于高密度可编程逻辑器件的研发与生产，成为业界的佼佼者。

Alters 的

CPLD 器件高密度，高速度及在线配置功能，使得原来由分立元件构成的电路
集成在一个芯片上，而且通过编程，电路功能可随意改变，大大增强了电路的
集成度以及设计的灵活性和可靠性。并和

EPROM 配合使用时，用户可以反复地

编程、擦除、使用或者在外围电路不动的情况下用不同的

EPROM 就可实现不同

的功能。
　　因此

 ，这 里选用 Alters 公司的 FLEXIOK 器件来实现上述译码、倍频,ii 数等

功能。
　　同

 时 Al ters 公司提供的 MAX+ PLUS Q 开发工具，快速、直观、易于使用，

可大大缩短开发周期，减少工作量，而且可以在设计阶段进行仿真验证，大大
提高了设计的可靠性。整个过程分为设计输人、编译、仿真与验证、配置四个阶段
(如图 3 所示)。
　　位置控制卡的

C PL D 部分具体设计过程如下:

　　首

 先 分 析该部分电路功能，将其分成若干模块:插补周期定时模块、小数分

频模块、译码模块以及脉冲信号的四倍频及计数模块，而后分别对各个电路模块
进行设计。其中根据需要选用不同的输人方式，像定时模块、小数分频模块计数
模块等，可以用原理图输人法设计

;译码模块则用 VHDL 设计;最后的顶层文件

用原理图输人。将各个模块设计并输入后，经

MAX+ PLUS I 软件中的 compiler

编译器进行编译，在编译器窗口中将显示各种出错信息，设计者可根据显示信
息对设计进行修改。一旦编译通过，

MAX + PLUSn 软件在几秒中内自动完成建

立网表、逻辑综合、适配、划分、时域分析、装配等工作，且生成多个后续工作需要
的文件。编译通过后再用

MAX+ PLUS I 软件的 Simulator 仿真器和 liming 

Analyzer 分析工具进行功能仿真和时序仿真，可验证各个电路模块的功能是否
正确。如果有错误则返回原设计予以改正。并重新编译、仿真，直到没有其他错误
最后生成可用于下载的阿或

sof 文件。

　　

ID 来实现的手脉信号的四倍频鉴向电路波形仿真结果。其中 A,B 为经差分

接收及光隔整形后的手脉信号，

OA, OB 为鉴向倍频后的输出信号。

　　

3 系统的开放性及其抗干扰设计

　　上面所介绍的基于

PC 的高速雕铣机的开放式数控系统由于采用了

“位置控

制卡

+代，的形式，结构简单，可靠，易扩展。