基于SoC FPGA的运动控制与数据采集系统设计

目录

1 绪 论

1.1 课题来源、研究背景与意义

1.1.1 课题来源及研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 研究现状

1.2.1 运动控制系统研究现状

1.2.2 数据采集系统研究现状

1.2.3 本课题组研制的测控系统

1.3 研究内容与章节安排

1.3.1 研究内容

1.3.2 章节安排

2 系统总体方案设计

2.1 系统需求

2.2 芯片选型

2.3 开发工具及操作系统

2.3.1 开发工具

2.3.2 操作系统

2.4 总体方案设计

2.5 本章小结

3 硬件设计

3.1 硬件总体设计

3.2 SoC引脚的分配

3.3 HPS与FPGA通信组件

3.3.1 HPS与FPGA通信桥的选择

3.3.2 FPGA端通信总线的选择

3.3.3 HPS与FPGA通信组件设计

3.3.4 HPS与FPGA通信组件时序设置

3.4 测头数据采集模块

3.4.1 测头信号接口电路

3.4.2 测头数据采集FPGA逻辑

3.5 光栅计数模块

3.5.1 光栅信号接口电路

3.5.2 光栅计数FPGA逻辑

3.6 电机驱动模块

3.6.1 驱动模块接口电路

3.6.2 电机驱动模块FPGA逻辑

3.7 摇杆信号处理模块

3.7.1 摇杆信号接口电路

3.7.2 摇杆模块FPGA逻辑

3.8 本章小结

4 软件设计

4.1 SoC系统搭建

4.1.1 SoC FPGA嵌入式开发流程

4.1.2 SoC硬件系统搭建

4.2 软件总体设计

4.3 以太网通信程序

4.4 硬件控制类

4.4.1 控制单元（CCcu）类

4.4.2 测头（CAdc）类

4.4.3 光栅计数（CCounter）类

4.4.4 电机驱动（CMotor）类

4.4.5 开关量（CDigIO）类

4.5 HPS与FPGA通信CAvalon类

4.5.1 CAvalon类构造函数

4.5.2 CAvalon类析构函数

4.5.3 CAvalon类硬件操作函数

4.6 本章小结

5 实验验证及结果分析

5.1 SoC测控系统实验方式

5.2 SoC测控系统内部调试

5.2.1 内部调试系统搭建

5.2.2 模拟光栅信号模块

5.2.3 基本功能测试

5.2.4 复合功能测试

5.3 SoC测控系统调试平台调试

5.3.1 调试平台调试系统搭建

5.3.2 电机驱动电路和光栅计数电路调试

5.3.3 开关量电路调试

5.3.4 手动模式电机频率测试

5.3.5 SoC测控系统模拟测量渐开线样板

5.4 SoC测控系统在齿轮测量中心上调试

5.4.1 齿轮测量中心调试系统搭建

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及成果

致谢

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