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简析面向数控装置总线测试系统设计和实现工作

收藏本文 2024-04-04 点赞:19999 浏览:85786 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:现场总线具有协议简单、容错能力强、成本低的优点,基于现场总线的数控系统已经成为数控系统进展的走势。目前蓝天数控已经支持MECHATROLINK-Ⅲ(以下称M-Ⅲ)、SSB-Ⅲ总线通信协议,为了对现有的总线型数控系统的通信可靠性进行测试,对总线传输数据进行实时、准确的测量,为系统的可靠运转提供保障,开发一套面向于研发、生产的总线测试系统,具有较强的现实作用。本论文的主要内容如下:首先,介绍了总线型数控系统的进展、现场总线在数控系统中的运用以及MECHATROLINK-Ⅲ总线技术和SSB-Ⅲ总线技术。接着给出了总线测试系统的整体结构、工作原理以及并提出了设计案例。其次,在对MECHATROLINK-Ⅲ总线三层系统结构浅析的基础上,设计并实现了M-Ⅲ总线测试卡。对测试卡进行功能浅析,在硬件上完成物理层与数据链路层的互连,实现主以通信;在FPGA中设计实现SOPC系统,在NIOS处理器中处理驱动程序以及运用层协议软件。再次,设计并实现了SSB-Ⅲ总线测试卡。根据测试卡的功能需求,在硬件上,要设计其链路层功能,并完成物理层与链路层的连接;在软件上,要实现驱动程序和运用层程序的编写。最后,利用QT开发了以站人机界面,人机界面能够直观的显示伺服的运动状态(速度位置信息等),判断命令执行结果的精确信息,进而检验总线通信的正确性。关键词:总线型数控系统论文MECHATROLINK-Ⅲ论文SSB-Ⅲ论文SOPC论文QT论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-9

    引言9-11

    第一章 绪论11-16

    1.1 总线型数控系统11-13

    1.1.1 现场总线在数控系统中的运用11-12

    1.1.2 基于现场总线的数控系统的系统结构12-13

    1.2 MECHATROLINK-Ⅲ 及 SSB-Ⅲ 总线技术13-14

    1.2.1 MECHATROLINK-Ⅲ 总线13-14

    1.2.2 SSB-Ⅲ 总线14

    1.3 课题探讨的背景及作用14

    1.4 论文的工作内容和组织结构14-16

    第二章 总线测试系统的探讨与设计16-22

    2.1 测试系统的总体结构及各部分介绍16-18

    2.1.1 测试系统的总体结构16-17

    2.1.2 测试系统各部分作用及连接联系17-18

    2.2 测试系统工作原理和工作历程18-19

    2.3 测试系统的设计案例19-21

    2.3.1 主站部分的设计19

    2.3.2 以站部分的设计19-21

    2.4 本章小结21-22

    第三章 MECHATROLINK-Ⅲ 总线测试卡的设计与实现22-37

    3.1 MECHATROLINK-Ⅲ 总线协议介绍22-24

    3.1.1 MECHATROLINK-Ⅲ 系统结构22-23

    3.1.2 命令帧格式23-24

    3.2 总线测试卡的总体设计24-27

    3.2.1 总线测试卡的功能浅析24-25

    3.2.2 总线测试卡的结构设计25-27

    3.3 SOPC 系统的搭建27-29

    3.3.1 SOPC 技术介绍27

    3.3.2 SOPC 系统27-29

    3.4 MECHATROLINK-Ⅲ 驱动程序29-35

    3.4.1 初始化阶段30-32

    3.4.2 数据通信阶段32-35

    3.5 MECHATROLINK-Ⅲ 通信协议35-36

    3.5.1 通信协议设计35

    3.5.2 协议软件的实现35-36

    3.6 本章小结36-37

    第四章 SSB-Ⅲ 总线测试卡的设计与实现37-48

    4.1 SSB-Ⅲ 总线协议介绍37-39

    4.1.1 SSB-Ⅲ 总线结构37

    4.1.2 SSB-Ⅲ 帧结构37-39

    4.2 SSB-Ⅲ 总线测试卡的设计39-41

    4.2.1 测试卡功能浅析40

    4.2.2 总线测试卡功能结构40-41

    4.3 总线测试卡链路层的设计41-44

    4.3.1 MAC 寄存器设计42-43

    4.3.2 数据交换机制43-44

    4.4 SSB-Ⅲ 驱动程序设计44-45

    4.4.1 重要驱动函数45

    4.4.2 驱动程序流程45

    4.5 SSB-Ⅲ 运用层程序设计45-47

    4.5.1 驱动程序流程46

    4.5.2 功能函数46-47

    4.6 本章小结47-48

    第五章 人机界面的设计与实现48-58

    5.1 开发工具介绍48-50

    5.1.1 QT 类库介绍48-49

    5.1.2 信号与槽机制49-50

    5.2 人机界面设计50-52

    5.2.1 人机界面功能浅析50-51

    5.2.2 人机界面底层数据结构51

    5.2.3 插补运动指令介绍51-52

    5.3 人机界面显示实现52-57

    5.3.1 主页面显示52-55

    5.3.2 子页面显示55-57

    5.4 本章小结57-58

    结束语58-59

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