学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

绝对式编码器总线传输技术研究与实现

作　者: 夏亮
导　师: 宋宝
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 绝对式编码器接口协议 FPGA
分类号: TN762
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 129次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着高速高精数控系统对位置反馈精度和速度的要求越来越高,高精度的绝对式编码器应用也越来越广泛。绝对式编码器数据一般采用特殊的接口及协议输出,所以其数据传输显得十分重要。虽然,我国部分企业已经开发了绝对式编码器,但是到目前为止还没有自主知识产权的接口及协议,全部要套用国外的标准。一方面,国外的这些接口与协议受知识产权、专利、特殊解码芯片的限制,用户在使用绝对式编码器时要增加额外的成本。另一方面,当前国外的这些接口及协议自身也存在传输速率低、抗干扰能力不高以及长线传输延时等问题,在使用中受到种种局限。为此,提出了一种高速总线式的绝对式编码器HSI(Hight-speed Serial Interface)接口及协议。论文的主要内容有:根据“开放系统互联基本参考模型”优化了HSI总线传输协议模型,从物理层、链路层以及应用层三个层次对HSI总线传输协议进行了具体描述,研究了HSI总线传输协议的调度机制以及容错机制。针对国外主流绝对式编码器采用RS485接口传输速率低、可靠性不高的缺陷,提出了一种基于高速以太网技术的现场总线接口方法,可有效解决数据传输延迟,并大大提高可靠性。针对高速以太网总线特点,提出了HSI绝对式编码器的传输协议及可靠性保障机制。利用可编程逻辑门阵列(FPGA)及其编程环境QuartusII和编程语言VHDL,使用自顶向下的模块化设计方法开发了HSI总线传输协议,对其中的关键模块进行了仿真和实验验证。搭建了三种HSI总线传输协议的测试平台,并以其中一个实验平台给出了HSI总线传输的实验步骤,进行了可靠性分析以及测试。最后比较了国外主流编码器传输协议和HSI总线协议。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 课题来源、研究背景及意义  9-10
  1.2 编码器接口技术国内外发展现状  10-12
  1.3 绝对式编码器原理及典型协议  12-19
  1.4 论文的研究内容  19-21
2.HSI 总线技术研究  21-31
  2.1 引言  21-22
  2.2 HSI 总线模型  22-27
  2.3 HSI 总线调度机制  27-29
  2.4 HSI 总线容错机制  29-30
  2.5 本章小结  30-31
3.H SI 总线硬件接口设计  31-40
  3.1 HSI 总线接口分析  31-32
  3.2 编码器检测端接口电路设计  32-34
  3.3 控制设备接口电路设计  34-36
  3.4 硬件系统可靠性分析及设计  36-39
  3.5 本章小结  39-40
4.HSI 总线协议FPGA 实现  40-48
  4.1 FPGA 简介  40-41
  4.2 HSI 总线传输协议总体设计  41-43
  4.3 模块化设计  43-45
  4.4 HSI 总线协议仿真实验  45-47
  4.5 本章小结  47-48
5 HSI 总线协议实验与测试  48-55
  5.1 试验平台  48-50
  5.2 实验步骤  50-51
  5.3 可靠性测试分析  51-54
  5.4 本章小结  54-55
6 全文总结与展望  55-57
  6.1 全文总结  55
  6.2 展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-62
附录  62

绝对式编码器总线传输技术研究与实现

内容摘要

全文目录

相似论文