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设计一个高精度的运动控制系统并非一件易事,它主要包括了两部分:
一是得有性能可靠硬件电路,二是得有合适的优化算法。只有软、硬件都设计好了,才能充分体现出一个控制系统的优良性能。由于时间、精力、资金有限,本人只进行硬件部分的设计,软件部分由其他同学完成。
本文主要是利用TI 公司的TMS320F2812 进行运动控制系统的硬件电路设计。在该设计中设置了电源模块、外扩静态RAM、外扩FLASH、外扩EEPROM、JTAG接口、数码管显示、LED 显示和按键、网络接口、串行通信接口、CAN 总线接口、电平转换、A/D模块以及D/A模块。
本设计第一步是完成电路原理图的设计和PCB 板的布置,并找PCB 板生产厂家加工板子。第二步是将所有元器件焊接到板子上,同时检查有无虚焊,测试硬件电路逻辑是否正确。第三步是对各个部分进行编程调试。第四步是总结。
本文的难点主要有以下几个方面:
(1)TMS320F2812的内部资源多,要对其充分了解得花大量的时间精力。
(2)为了能充分发挥TMS320F2812的各部分功能和为将来设计预留丰富的资源,设计了很多的外扩模块。因此除TMS320F2812 外还有很多很多的芯片需要了解、购买。
(3)由于资金有限,需将PCB 板子设计成尽可能的小。在有限的板子上布置那么多元器件,即便只将各个引脚连接起来就已经很有难度,更别说还得考虑信号的干扰问题。因此PCB 板的布置也是一个难点。
(4)本设计所使用芯片都是贴片型的,其体积之小、管脚之多对焊接都是不利因素,虚焊和短路是焊接过程中经常出现的问题。因此这也便成了对我焊接技术的一个大考验。
(5)由于外扩多,因此所需的调试程序也较多。
总之,通过本设计让我学到了很多东西,知道了硬件电路设计的整个流程。充足的外部资源,为其他同学的软件设计奠定了基础,为整个运动控制系统的设计做好了铺垫。