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基于SERCOS总线的光纤通讯技术研究

作　者: 刘永平
导　师: 皮佑国
学　校: 华南理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 开放式数控系统总线过程命令 SERCOS DSP6713
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着数字伺服技术和开放式数控系统的发展，如何实现控制单元与交流伺服装置之间的高速数字通信成为运动控制领域面临的关键问题。随着数控系统控制精度和实时性要求日益提高，模拟接口已经不能满足现代数控技术的要求。本文的研究目的就是将现场总线 SERCOS技术与DSP嵌入式技术结合，满足数控系统的高速和高精度的控制要求，确保数据传输的实时性和可靠性。论文在详细分析SERCOS总线协议的体系结构和工作原理的基础上，结合高性能浮点处理器DSP6713，设计了SERCOS总线接口模块。对SERCON816初始化参数的计算方法进行了深入的研究和探讨。本文详细设计了SERCOS接口的初始化过程，包括SERCON816的RAM和寄存器地址定义与计算赋值，通信阶段的切换、参数的存储及读写过程、过程命令的执行机制、服务通道和周期性数据通道的数据传送机制、数据传输模式和数据操作模式等。最后，搭建了基于SDS9-4CNCH运动控制系统的SERCOS主站接口测试系统并进行了测试。测试结果表明，本文所设计的SERCOS主站接口模块能完成SERCOS接口基本的通信功能。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第一章绪论  10-18
  1.1 开放式数控系统与伺服驱动通讯技术概况  10-11
    1.1.1 开放式数控系统综述  10
    1.1.2 传统模拟接口的缺点  10-11
  1.2 现场总线技术  11-12
  1.3 国内外研究现状及发展趋势  12-16
    1.3.1 开放式数控发展概况  12-14
    1.3.2 运动控制总线研究现状  14-16
  1.4 本课题研究的意义及主要内容  16-17
  1.5 本章小结  17-18
第二章 SERCOS 通讯协议的接口技术简介  18-33
  2.1 SERCOS 接口拓扑结构  18-19
  2.2 SERCOS 接口工作原理  19-23
    2.2.1 操作模式  20-21
    2.2.2 数据传送模式  21
    2.2.3 数据内容  21-22
    2.2.4 过程命令传送机制  22-23
  2.3 SERCOS 协议结构  23-29
  2.4 SERCOS 接口工作的五个阶段  29-31
  2.5 SERCOS 接口的特性  31-32
  2.6 本章小结  32-33
第三章 SERCOS总线接口硬件设计  33-43
  3.1 SERCOS总线接口硬件设计  33-35
    3.1.1 SERCOS 协议主控芯片  33-34
    3.1.2 SERCOS 协议收发器  34-35
  3.2 SERCOS 总线运动控制器接口设计  35-42
    3.2.1 SERCON816 与微处理器的接口设计  35-39
    3.2.2 SERCON816 通讯接口的设计  39-42
  3 3 本章小结  42-43
第四章总线接口的软件设计  43-58
  4 1 SERCOS总线主站子程序设计  43-49
    4.1.1 RAM中数据结构  43-47
    4.1.2 非周期性服务通道通讯  47-49
  4.2 SERCON816 的初始化  49-52
    4.2.1 SERCON816初始化参数的设计计算  49-52
    4.2.2 SERCON816初始化函数  52
  4.3 SERCOS接口模块的初始化  52-54
  4.4 参数的读写  54-57
    4.4.1 参数读写流程  54-55
    4.4.2 参数读写  55-57
  4.5 过程命令的处理  57
  4.6 本章小结  57-58
第五章实验调试平台及实验结果  58-71
  5.1 运动控制系统简介  58-61
    5.1.1 DSP核心模块的设计  59-60
    5.1.2 FPGA模块设计  60-61
  5.2 伺服驱动器  61-66
    5.2.1 驱动器及各端子连线简介  61-62
    5.2.2 驱动器在SERCOS初始化各阶段的状态指示  62-64
    5.2.3 驱动器工作状态的数码管显示  64-65
    5.2.4 驱动器参数管理软件简介  65-66
  5.3 实验结果  66-70
  5.4 本章小结  70-71
总结与展望  71-72
参考文献  72-75
攻读硕士学位期间取得的研究成果  75-76
附录  76-80
致谢  80

基于SERCOS总线的光纤通讯技术研究

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