ＣＰＬＤ與絕對式編碼器高速通信在高精度高速伺服單元中的應用

摘要：本文論述高精高速伺服單元中的CPLD與高精度的絕對式編碼器之間如何實現高速通信。

關鍵詞：CPLD；絕對式編碼器；通信

引 言

目前國內數控機床中的伺服電機一般都是配套增量式編碼器，而增量式編碼器的精度并不太高且輸出的是并行信號，欲提高其精度就必然要增大編碼器的設計難度和增多并行信號的輸出，這樣就不利于伺服單元與編碼器的長距離通信。而采用絕對式編碼器，除了其精度比增量式編碼器高幾倍以外，其信號的輸入輸出都采用高速串行通信，節省了通信線路便于長距離的通信。在編碼器的另一端，采用CPLD與絕對式編碼器進行高速串行通信，CPLD再把收到的編碼器信息轉變為并行數據轉送給伺服單元中的DSP進行運算控制。本文將給出CPLD與絕對式編碼器高速串行通信的軟硬件設計方案。

硬件設計

硬件主要由電源、CPLD及其外圍電路和絕對式編碼器接口電路三個模塊組成。

電源模塊

電源模塊由開關電源電路和DC／DC電源芯片組成，如圖1所示。

圖中的開關電源將220V交流電網電壓轉變成+5V，+15V，-15V，開關電源可濾除電網中存在的各種干擾，并且開關電源中的變壓器將220VAC與輸出的+5V，+15V，-15V隔離開，內部電路還采用了TL431調節開關管的導通脈沖寬度，因此開關電源的抗干擾、安全性、穩定性及穩壓程度都比較好。TPS7333是DC／DC芯片，它將+5V的直流電壓轉變成+3.3V穩定直流電壓供給CPLD使用，TPS7333轉換效率、可靠性和穩壓性都比較好，它在輸入電壓為+3.77V～+10V的電壓范圍內都能轉換出+3.3V，使CPLD不受輸入電壓過高導致其燒壞。……