| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 | 第11-14页 |
| 1.2.1 运动控制器在开放式数控系统中的地位 | 第11-12页 |
| 1.2.2 运动控制器的研究现状及发展趋势 | 第12-14页 |
| 1.3 工业以太网技术 | 第14-16页 |
| 1.3.1 工业以太网的发展现状 | 第14-15页 |
| 1.3.2 EtherCAT 工业以太网技术 | 第15-16页 |
| 1.4 论文主要研究内容及研究方法 | 第16-17页 |
| 第二章 控制器总体方案设计 | 第17-27页 |
| 2.1 EtherCAT 工作原理 | 第17-18页 |
| 2.2 EtherCAT 从站组成 | 第18-20页 |
| 2.3 控制器的功能及控制原理 | 第20页 |
| 2.4 设计指标 | 第20-21页 |
| 2.5 控制器设计流程 | 第21-23页 |
| 2.6 控制器硬件总体方案设计 | 第23-25页 |
| 2.7 控制器软件总体方案设计 | 第25-26页 |
| 2.8 本章小结 | 第26-27页 |
| 第三章 控制器硬件设计与实现 | 第27-50页 |
| 3.1 DSP 模块硬件电路设计 | 第27-37页 |
| 3.1.1 DSP 芯片概述 | 第27-28页 |
| 3.1.2 DSP 电源设计 | 第28-29页 |
| 3.1.3 系统复位及看门狗电路设计 | 第29-30页 |
| 3.1.4 时钟电路设计 | 第30页 |
| 3.1.5 JTAG 接口电路设计 | 第30-31页 |
| 3.1.6 外部存储器 SRAM 和 FLASH 电路设计 | 第31-32页 |
| 3.1.7 SPI 通信接口电路设计 | 第32-33页 |
| 3.1.8 A/D 转换电路设计 | 第33-34页 |
| 3.1.9 D/A 转换电路设计 | 第34-35页 |
| 3.1.10 扩展串口电路设计 | 第35-36页 |
| 3.1.11 手动脉冲信号输入电路设计 | 第36页 |
| 3.1.12 通用数字输入和数字输出电路设计 | 第36-37页 |
| 3.2 FPGA 模块电路设计 | 第37-43页 |
| 3.2.1 FPGA 器件概述 | 第37-38页 |
| 3.2.2 FPGA 电源设计 | 第38-39页 |
| 3.2.3 FPGA 配置电路设计 | 第39-40页 |
| 3.2.4 FPGA 与 DSP 通信电路设计 | 第40-41页 |
| 3.2.5 伺服驱动电路设计 | 第41页 |
| 3.2.6 编码器反馈信号接收模块电路设计 | 第41-42页 |
| 3.2.7 伺服专用 I/O 接口电路设计 | 第42-43页 |
| 3.3 EtherCAT 通信模块电路设计 | 第43-47页 |
| 3.3.1 物理层电路设计 | 第44页 |
| 3.3.2 数据链路层电路设计 | 第44-47页 |
| 3.4 总电源模块设计 | 第47页 |
| 3.5 多层 PCB 电路板设计及硬件实现 | 第47-49页 |
| 3.5.1 六层 PCB 板设计 | 第48页 |
| 3.5.2 控制器电磁兼容性分析与设计 | 第48-49页 |
| 3.6 本章小结 | 第49-50页 |
| 第四章 DSP 底层功能软件设计与实现 | 第50-57页 |
| 4.1 DSP 主控软件设计 | 第50-51页 |
| 4.2 D/A 模拟量输出设计与实现 | 第51-54页 |
| 4.3 A/D 模拟量输入采集设计与实现 | 第54-56页 |
| 4.4 本章小结 | 第56-57页 |
| 第五章 FPGA 功能模块软件设计与实现 | 第57-74页 |
| 5.1 FPGA 开发设计应用 | 第57页 |
| 5.2 FPGA 内部功能模块规划 | 第57-58页 |
| 5.3 FPGA 与 DSP 并行接口模块设计 | 第58-59页 |
| 5.4 精插补模块设计与实现 | 第59-71页 |
| 5.4.1 时序生成模块 | 第60页 |
| 5.4.2 译码和配置寄存器模块 | 第60-61页 |
| 5.4.3 DDA 精插补模块 | 第61-71页 |
| 5.5 编码器差动接收软设计 | 第71-72页 |
| 5.5.1 编码器四倍频及辨向设计 | 第71-72页 |
| 5.5.2 计数器设计 | 第72页 |
| 5.6 伺服专用 I/O 设计 | 第72-73页 |
| 5.7 本章小结 | 第73-74页 |
| 第六章 控制器的调试及性能测试 | 第74-83页 |
| 6.1 控制器样机调试内容 | 第74页 |
| 6.2 实验平台搭建 | 第74-76页 |
| 6.3 实验测试与结果分析 | 第76-82页 |
| 6.3.1 DSP 和 FPGA 基本电路的调试 | 第76-78页 |
| 6.3.2 数字脉冲输出电机驱动实验 | 第78-79页 |
| 6.3.3 编码器反馈接收实验 | 第79-81页 |
| 6.3.4 多轴控制器综合实验 | 第81-82页 |
| 6.4 本章小结 | 第82-83页 |
| 结论与展望 | 第83-85页 |
| 参考文献 | 第85-88页 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第88-89页 |
| 致谢 | 第89-90页 |
| 附件 | 第90页 |