CNC步进电机控制4 -积分器
秘诀
在我们的实现中，PC不会向FPGA发送任何位置或速度信息。 相反，它会发送加速度和时间信息。 FPGA 使用积分器将它们转换为速度和位置（并相应地驱动阶跃/二极管信号）。
因此，我们的运动控制器充当加速度积分器。 这很容易实现，因为在FPGA中，积分器只是一个累加器。 以下“C”代码说明了FPGA在每个时钟周期的性能：
// Acceleration is known (provided by the PC) Speed += Acceleration; Position += Speed;
加速积分器示例
让我们举个例子来说明：我们想将轴移动 +50。
我们可以做到以下几点：
加速 +1 持续 5 个时钟周期。
加速 0 5 个时钟周期。
加速 -1 5 个时钟周期。
经过 15 个时钟周期后，我们的积分器已达到位置 +50。
| 周期 | 加速度 | 速度 | 位置 |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | +1 | +1 | +1 |
| 2 | +1 | +2 | +3 |
| 3 | +1 | +3 | +6 |
| 4 | +1 | +4 | +10 |
| 5 | +1 | +5 | +15 |
| 6 | 0 | +5 | +20 |
| 7 | 0 | +5 | +25 |
| 8 | 0 | +5 | +30 |
| 9 | 0 | +5 | +35 |
| 10 | 0 | +5 | +40 |
| 11 | -1 | +4 | +44 |
| 12 | -1 | +3 | +47 |
| 13 | -1 | +2 | +49 |
| 14 | -1 | +1 | +50 |
| 15 | -1 | 0 | +50 |
很简单，对吧？
定点精度算术
现在出现了一个问题：FPGA时钟的运行速度比步进器接受的步进要快得多。 因此，计算必须对小数进行。 例如，我们可以确定上面的位置 50 实际上代表硬件中的 0.000050mm。
经过慎重考虑，我们决定使用 64 位定点精度算术。
更多细节：
加速使用 16 位。
速度使用 40 位。
Position 使用 64 位。步进器位置位于 20 个有效位（位 44 到 63）中。每当步进位（位 44）发生变化时，就会向步进电机发送一个步进脉冲。
（CNC 步进电机 CNC 步进电机 CNC）
当然，对于 3 轴系统，我们每个都有 3 个（3 个位置、3 个速度和 3 个加速度寄存器）。 PC 提供 3 个加速度数字组（每个加速度数字 16 位）加上持续时间，FPGA 使用积分器自动计算速度和位置。
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