| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-14页 |
| 1.1 论文背景 | 第9页 |
| 1.2 研究目的和意义 | 第9-10页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.3.1 国外运动控技术研究现状 | 第10-11页 |
| 1.3.2 国内运动控技术研究现状 | 第11-12页 |
| 1.4 主要研究目标与研究内容 | 第12-13页 |
| 1.5 论文结构安排 | 第13页 |
| 1.6 本章小结 | 第13-14页 |
| 2 多轴运动控制系统方案设计 | 第14-19页 |
| 2.1 系统功能需求 | 第14-15页 |
| 2.2 系统方案设计 | 第15-17页 |
| 2.3 FPGA设计方法 | 第17-18页 |
| 2.3.1 基于FPGA的系统设计流程 | 第17页 |
| 2.3.2 Verilog HDL语言和原理图设计 | 第17-18页 |
| 2.4 本章小结 | 第18-19页 |
| 3 FPGA外围电路及其数据接口设计 | 第19-31页 |
| 3.1 FPGA最小系统设计 | 第19-21页 |
| 3.1.1 电源电路 | 第19-20页 |
| 3.1.2 晶振电路 | 第20页 |
| 3.1.3 JTAG电路 | 第20-21页 |
| 3.2 输入输出信号处理电路 | 第21-23页 |
| 3.2.1 数字信号输入电路 | 第21-22页 |
| 3.2.2 数字信号输出电路 | 第22-23页 |
| 3.3 FPGA与ARM的数据接口设计 | 第23-28页 |
| 3.3.1 通信原理分析 | 第23-24页 |
| 3.3.2 数据接口模块 | 第24-25页 |
| 3.3.3 数据缓存控制模块 | 第25-28页 |
| 3.4 功能寄存器设定 | 第28-30页 |
| 3.5 本章小结 | 第30-31页 |
| 4 多轴运动控制电路设计 | 第31-68页 |
| 4.1 时钟模块设计 | 第32-33页 |
| 4.1.1 系统时钟需求 | 第32页 |
| 4.1.2 锁相环IP核使用 | 第32-33页 |
| 4.1.3 其他时钟设计 | 第33页 |
| 4.2 轴脉冲输出模块设计 | 第33-46页 |
| 4.2.1 子模块功能需求 | 第33-34页 |
| 4.2.2 子模块寄存器分配 | 第34页 |
| 4.2.3 脉冲输出功能原理 | 第34-37页 |
| 4.2.4 脉冲输出运行状态标志位设计 | 第37-41页 |
| 4.2.5 FIFO数据缓存 | 第41-42页 |
| 4.2.6 脉冲输出程序设计 | 第42-44页 |
| 4.2.7 脉冲方向输出程序设计 | 第44-45页 |
| 4.2.8 模块的封装与调用 | 第45-46页 |
| 4.3 多轴管理模块设计 | 第46-49页 |
| 4.3.1 子模块功能需求 | 第46页 |
| 4.3.2 寄存器分配说明 | 第46-47页 |
| 4.3.3 单轴及多轴的控制原理 | 第47-48页 |
| 4.3.4 模块的封装与调用 | 第48-49页 |
| 4.4 PLS的PWM占空比可调输出 | 第49-52页 |
| 4.4.1 子模块功能需求 | 第49页 |
| 4.4.2 寄存器分配说明 | 第49-50页 |
| 4.4.3 脉冲合成原理 | 第50页 |
| 4.4.4 PLS程序设计 | 第50-51页 |
| 4.4.5 模块的封装与调用 | 第51-52页 |
| 4.5 高速计数测频模块设计 | 第52-58页 |
| 4.5.1 子模块功能需求 | 第52-53页 |
| 4.5.2 寄存器分配说明 | 第53-54页 |
| 4.5.3 测频原理 | 第54页 |
| 4.5.4 计数原理 | 第54-55页 |
| 4.5.5 高速计数测频程序设计 | 第55-56页 |
| 4.5.6 模块的封装与调用 | 第56-58页 |
| 4.6 中断模块设计 | 第58-62页 |
| 4.6.1 子模块功能需求 | 第58页 |
| 4.6.2 寄存器分配说明 | 第58页 |
| 4.6.3 DI中断 | 第58-59页 |
| 4.6.4 高速计数中断 | 第59-60页 |
| 4.6.5 模块的封装与调用 | 第60-62页 |
| 4.7 输入和输出信号处理模块设计 | 第62-67页 |
| 4.7.1 子模块功能需求 | 第62页 |
| 4.7.2 寄存器分配说明 | 第62-63页 |
| 4.7.3 输入信号处理模块设计 | 第63-65页 |
| 4.7.4 输出信号处理模块设计 | 第65-67页 |
| 4.8 本章小结 | 第67-68页 |
| 5 实现与验证 | 第68-81页 |
| 5.1 验证平台的搭建 | 第68-69页 |
| 5.2 运动控制软件系统实现介绍 | 第69-70页 |
| 5.3 设计结果验证 | 第70-80页 |
| 5.3.1 脉冲输出实现与验证 | 第70-75页 |
| 5.3.2 多轴同步控制实现与验证 | 第75-76页 |
| 5.3.3 脉冲计数测频实现与验证 | 第76-77页 |
| 5.3.4 中断实现与验证 | 第77-79页 |
| 5.3.5 滤波实现与验证 | 第79-80页 |
| 5.4 本章小结 | 第80-81页 |
| 结论与展望 | 第81-82页 |
| 参考文献 | 第82-84页 |
| 致谢 | 第84-85页 |