应用电路 - MCX314As型四轴运动控制器原理及应用

　4 应用电路

　　目前，占据国内数控市场主要份额的经济型数控系统多采用MCS-51系列单片机或MCS-51系列兼容的单片机，最高频率为12MHz-40MHz，但周期指令执行时间为250ns-1ms，限制了经济型数控系统的进一步发展，尤其是多轴高速联动、螺纹高速切割和高分辨率控制等功能受到限制，将MCX314As运动控制器和MCS-51系列单片机相结合构建高性能经济型数控系统，可以解决传统经济型数控系统速度慢、功能少、开发难度大等问题，具有很好的发展前景。

　　张力控制广泛应用于各种卷壳及滚筒组成的加工生产线，如造纸厂、印刷厂、纺织漂染厂和食品厂等，这些生产线在处理纸张、薄片、丝、线、布等大尺寸材料的过程中必须有一定的张力，张力太小会导致褶皱和套印不准等弊病;张力太大会无谓增加机器负荷并容易使材料断裂，而张力不稳定会使材料发生跳动也会导致套印不准及重影等，为了保持产品的品质、效率及可靠性，一套功能完备的张力控制系统是必需的。如图2所示。凹板印刷机的张力控制装置整体可以分为3部分：张力/速度检测装置、控制装置、执行机构及驱动器，其中，控制装置是系统控制的核心，本设计使用MCX314As和89C51型单片机来实现系统的张力控制和速度调整。

 

　　4轴运动控制卡以MCX314As为核心，采用89C52型单片机作为主控制器，并采用PSD913F2型可编程外围器件来替代传统的大部分外围器件，MCX341As的时钟频率由外部决定，本系统采用了MCX314As默认的16MHz频率作为时钟信号，图2中，PG1、PG2、PG3、PG4为光电编码器，M1、M2、

　　M3、M4是步进电机。

　　MCX314As的片选信号和低位地址A0-A3都由PSD913F2产生，数据线和读/写信号直接由89C51相应的数据线和读/写信号控制，中断信号触发89C52的外部中断端。MCX314As只有一个中断信号端口，所有中断信号必须进行“或运算”或输出到中断信号端口。中断源的使能和状态通过MCX314As上的写/读寄存器进行设置和判断。

　　89C52、PSD913F2和MCX314As能够提供32个通用输入端、32个通用输出端、13个可编程通用输入/输出端。这些端口用于S、M、T功能和各种反馈输入信号。

　　系统放卷和收卷电机控制脉冲由MCX314As产生，经过差分输出驱动器产生差分驱动输出，即可以控制数字式交流伺服驱动器，也可以控制步进电机驱动器和直流电机驱动器，外部反馈脉冲经过差分输入驱动后输入MCX314As，张力传感器信号和速度信号也可以直接输入MCX314As，通用输入/输出信号都要经过光电隔离，直至驱动后才能与MCS314As或PSD913F2相连。

　　5 结束语

　　张力控制系统是印刷包装行业中的重要环节。将MCX314As型运动控制器应用于凹版印刷机的张力控制系统可以提高系统的稳定性和可靠性，使得更高级和更智能的控制策略得以运用，但该系统的抗干扰能力还需要进一步改进。