MCX312用戶手冊(cè)

1、具有插補(bǔ)功能的2軸電機(jī)控制芯片MCX312用戶手冊(cè)徐國(guó)林 整理譯鐘蘇麗 劉曉磊王 瑩 孫麗君NOVA電子導(dǎo)言在使用MCX312之前，請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀本手冊(cè)，以確保在規(guī)范的范圍內(nèi)使用，如信號(hào)電壓，信號(hào)時(shí)序和操作參數(shù)值。一般來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體產(chǎn)品有時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障或無(wú)法正常工作。當(dāng)把該集成電路在放在一個(gè)系統(tǒng)里，要確保該集成電路故障時(shí)不能產(chǎn)生任何傷亡或財(cái)產(chǎn)損失。該集成電路可用于一般的電子設(shè)備中（工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，工業(yè)機(jī)器人，測(cè)量?jī)x器，計(jì)算機(jī)，辦公設(shè)備，家電產(chǎn)品等） 。本IC是不適合的高性能高可靠性的設(shè)備，這些設(shè)備發(fā)生故障或失靈，其可能直接導(dǎo)致死亡或受傷的，比如原子能控制設(shè)備，航空航天設(shè)備，運(yùn)輸設(shè)備，醫(yī)療設(shè)備，以及各種

2、安全設(shè)備等。如果用于上述設(shè)備上，則使用操作的安全性無(wú)法得到保證?？蛻魬?yīng)為這一芯片在任何這類高性能，高可靠性設(shè)備的使用負(fù)責(zé)。附注S曲線加速/減速驅(qū)動(dòng)在S曲線定長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)對(duì)稱加速/減速的減速過(guò)程中，該IC提供了減速停止功能。然而，當(dāng)初始速度設(shè)定了一個(gè)非常低的速度（10或以下），可能會(huì)發(fā)生輕微提前停止或爬行現(xiàn)象。在用S曲線減速驅(qū)動(dòng)時(shí)，要確保你的系統(tǒng)允許提前停止或爬行。目 錄導(dǎo)言21概要52.功能說(shuō)明92.1脈沖輸出命令92.2加減速112.3位置控制182.4插值212.5中 斷402.6其他功能413.引腳分配與信號(hào)描述464.寄存器494.1 16位數(shù)據(jù)總線的寄存器地址504.2 8位數(shù)據(jù)總線的

3、寄存器地址514.3 命令寄存器：WR0514.4 模式寄存器1：WR1524.5 模式寄存器2：WR2534.6 模式寄存器3：WR3554.7 輸出寄存器：WR4564.8 插補(bǔ)模式寄存器：WR5564.9 數(shù)據(jù)寄存器：WR6/WR7574.10 主狀態(tài)寄存器：RR0584.11 狀態(tài)寄存器1：RR1584.12 狀態(tài)寄存器2：RR2604.13 狀態(tài)寄存器3：RR3604.14 輸入寄存器：RR4/RR5614.15 讀數(shù)據(jù)寄存器：RR6/RR7615. 命令列表616. 數(shù)據(jù)寫入命令636.1 范圍設(shè)定636.2 加/減速變化率設(shè)定646.3 加速度設(shè)定646.4 減速度設(shè)定656.5

4、 初始速度設(shè)定656.6驅(qū)動(dòng)速度設(shè)定656.7 輸出脈沖數(shù)/插補(bǔ)終點(diǎn)設(shè)定666.8 手動(dòng)減速點(diǎn)設(shè)定666.9 圓弧中心點(diǎn)設(shè)定666.10 邏輯位置計(jì)數(shù)器設(shè)定666.11 實(shí)位計(jì)數(shù)器設(shè)定666.12 COMP+寄存器設(shè)定676.13 COMP-寄存器設(shè)定676.14 加速計(jì)數(shù)器偏移設(shè)定676.15 NOP（軸切換用）677. 讀數(shù)據(jù)命令677.1 讀邏輯位置計(jì)數(shù)器687.2 讀實(shí)位計(jì)數(shù)器687.3 讀當(dāng)前驅(qū)動(dòng)速度687.4 讀當(dāng)前加/減速度687.5 讀多芯片線性插補(bǔ)最大終點(diǎn)688. 驅(qū)動(dòng)命令688.1 正方向定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)698.2 負(fù)方向定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)698.3 正方向連續(xù)驅(qū)動(dòng)698.4 負(fù)方向連續(xù)驅(qū)動(dòng)

5、708.5 驅(qū)動(dòng)暫停708.6解除暫停驅(qū)動(dòng)狀態(tài)/結(jié)束狀態(tài)清除708.7 驅(qū)動(dòng)減速停止708.8驅(qū)動(dòng)立即停止709插補(bǔ)命令719.1 2軸直線插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)719.2 CW 圓弧插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)719.3 CCW圓弧插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)719.4 2 軸位模式插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)719.5 BP寄存器寫入允許729.6 BP寄存器寫入不允許729.7 BP數(shù)據(jù)堆棧729.8 BP 數(shù)據(jù)清除729.9 單步插補(bǔ)729.10減速有效729.11 禁止減速739.12 插補(bǔ)中斷清除739.13 多芯片線性插補(bǔ)最大終點(diǎn)清除7310. 連接舉例7310.1 與68000CPU的連接舉例7310.2與Z80CPU連接舉例7410.3 與H8CP

6、U連接舉例7510.4 連接舉例7610.5 脈沖輸出接口7610.6 輸入信號(hào)的連接舉例7610.7 編碼器的連接舉例7711. 程序舉例7712.電氣特性8712.1 直流特性8712.2 交流特性(Ta = 0 +85 C, VDD = 5V ±5%, 輸出負(fù)荷狀態(tài): 85 pF + 1 TTL )89 時(shí)鐘89 讀取/寫入循環(huán)8912.2.3 BUSYN信號(hào)9012.2.4 SCLK/輸出信號(hào)計(jì)時(shí)90輸入脈沖9112.2.6 一般目的輸入/輸出信號(hào)913. 輸入/輸出信號(hào)計(jì)時(shí)9213.1開啟電源復(fù)位9213.2固定或連續(xù)驅(qū)動(dòng)9213.3插補(bǔ)9213.4保持命令后，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)93

7、13.5 急停9313.6 減速停止93 14. 包裝尺寸9415. 規(guī)格951概要MCX312是一個(gè)兩軸運(yùn)動(dòng)控制芯片，可以控制2軸步進(jìn)電機(jī)或任何脈沖型伺服驅(qū)動(dòng)器的位置，速度和插補(bǔ)控制。所有MCX312的功能都是由特定的寄存器控制的。有命令寄存器，數(shù)據(jù)寄存器，狀態(tài)寄存器和模式寄存器。這個(gè)運(yùn)動(dòng)控制芯片有以下內(nèi)置的功能：（1）2軸單獨(dú)控制MCX312控制電動(dòng)機(jī)是通過(guò)脈沖串來(lái)驅(qū)動(dòng)的。該集成電路可以用一個(gè)芯片控制兩軸電動(dòng)機(jī)單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)軸都具有相同的功能，并且用同樣的控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)其恒速、梯形或S曲線驅(qū)動(dòng)。（2）速度控制  對(duì)恒速、梯形或S曲線加速/減速驅(qū)動(dòng)，脈沖輸出范圍是從1PPS到4M

8、PPS之間。速度脈沖輸出精度小于0.1（當(dāng)時(shí)鐘= 16MHz ）。在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，可以自由改變驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出頻率。（3）加速/減速驅(qū)動(dòng)該集成電路可控制每個(gè)軸的恒速運(yùn)動(dòng)加速/減速，梯形加速/減速驅(qū)動(dòng)（對(duì)稱/非對(duì)稱） ，和S曲線加速/減速。在定長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)的線形加速過(guò)程中，加速/減速度是自動(dòng)設(shè)置的，不需要人為設(shè)置減速起點(diǎn)。當(dāng)在S曲線加速/減速中使用初級(jí)線形加速/減速方法時(shí)，其速度曲線形成繼發(fā)拋物線加速/減速曲線。在S曲線加速和減速定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)時(shí)，自動(dòng)減速只用于對(duì)稱S形曲線，而且有一種特殊的方式來(lái)防止三角形曲線出現(xiàn)在S曲線加速/減速過(guò)程中。  （4）線性插補(bǔ)可以執(zhí)行2軸直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)位置邊界的

9、坐標(biāo)界于-8, 388,607 到 +8,388,607，而且線形誤差在±0.5LSB （最小插補(bǔ)單位） 。插補(bǔ)速度范圍是從1PPS到4MPPS。（5）圓弧插補(bǔ)任意兩軸都能實(shí)現(xiàn)圓弧插補(bǔ)。其邊界坐標(biāo)界于-8 388608和+8388607之間 ，位置誤差在1 LSB的。插補(bǔ)速度范圍是從1PPS到4 MPPS 。（6）位模式插補(bǔ)對(duì)每個(gè)軸的脈沖在插補(bǔ)數(shù)據(jù)的接收方式上, 每個(gè)軸的插補(bǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)包（一組預(yù)定的數(shù)據(jù)量）,這些插補(bǔ)數(shù)據(jù)是由上位機(jī)CPU計(jì)算的，然后在預(yù)置的驅(qū)動(dòng)速度下連續(xù)輸出插補(bǔ)脈沖。通過(guò)這一模式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種形狀的曲線進(jìn)行插補(bǔ) 。（7）連續(xù)插補(bǔ)允許不同的插補(bǔ)方式連續(xù)使用，如直線

10、插補(bǔ)-圓弧插補(bǔ)-直線插補(bǔ)。不間斷的連續(xù)插補(bǔ)允許的最大插補(bǔ)速度為2MPPS。（8）恒速控制恒速控制功能是在插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，使速度保持不變。 MCX312可以將兩軸同步脈沖輸出設(shè)置為1.414倍脈沖周期。（9）位置控制每個(gè)軸有一個(gè)32位的邏輯位置計(jì)數(shù)器和一個(gè)32位實(shí)際位置計(jì)數(shù)器。邏輯位置計(jì)數(shù)器記錄輸出的位置脈沖，而實(shí)際位置計(jì)數(shù)器則記錄從外部編碼器或者線形比例尺輸入的反饋脈沖。（10）比較寄存器和軟件限位每個(gè)軸有2個(gè)32位比較寄存器，1個(gè)為邏輯位置計(jì)數(shù)器，另一個(gè)為實(shí)際位置計(jì)數(shù)器。比較結(jié)果可從狀態(tài)寄存器讀出，也可通過(guò)中斷報(bào)出。這些寄存器也可以被用來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件限位。（11）輸入信號(hào)濾波器該集成電路配備了一

11、個(gè)輸入信號(hào)的內(nèi)置濾波器。它可以設(shè)定每個(gè)輸入信號(hào)的過(guò)濾功能是否啟用或信號(hào)通過(guò)。過(guò)濾器的時(shí)間常數(shù)可以從8個(gè)類型選擇。（12）外部驅(qū)動(dòng)信號(hào)每個(gè)軸的脈沖輸出可以由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)。在+ /方向定長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)或連續(xù)脈沖驅(qū)動(dòng)由外部管腳手動(dòng)控制。這種功能可用于低速運(yùn)行或示教學(xué)模式，可以減輕CPU的負(fù)載。（13）原點(diǎn)搜索信號(hào)在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，每個(gè)軸有三個(gè)外部輸入信號(hào)做為減速、停止點(diǎn)。運(yùn)用這些輸入信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)原點(diǎn)附近的高速搜索，原點(diǎn)搜索和編碼器零信號(hào)搜索。（14）伺服電機(jī)反饋信號(hào)每個(gè)軸包括伺服反饋輸入引腳，如定位信號(hào)。（15）中斷信號(hào) 中斷信號(hào)可以由幾種不同的情況產(chǎn)生：恒速驅(qū)動(dòng)的加/減速的開始/結(jié)束。 驅(qū)動(dòng)結(jié)束

12、。比較結(jié)果超出位置計(jì)數(shù)器的范圍。在插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也可以產(chǎn)生中斷信號(hào)。（16）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)前狀態(tài)如邏輯位置，實(shí)際位置，驅(qū)動(dòng)速度，加速/減速，加速/減速狀態(tài)和恒速驅(qū)動(dòng)都可以被讀取。（17）8或16 bits的數(shù)據(jù)總線可選MCX312可以連接到任何8位或16位CPU 。圖 1.1是集成電路功能方框圖。它包括X和Y軸控制部分功能和插補(bǔ)計(jì)算部分。圖 1.2是各軸控制功能方框圖。2.功能說(shuō)明2.1脈沖輸出命令有兩種脈沖輸出命令：定長(zhǎng)脈沖輸出模式和連續(xù)脈沖輸出模式。定長(zhǎng)脈沖輸出驅(qū)動(dòng)當(dāng)主機(jī)CPU將一個(gè)脈沖數(shù)寫進(jìn)MCX312以實(shí)現(xiàn)定長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)并且配置加/減速比率以及速度等以后， MCX312將產(chǎn)生脈

13、沖并且自動(dòng)輸出。圖 2.1 所示，當(dāng)輸出脈沖數(shù)等于命令脈沖數(shù)，MCX312將停止輸出。執(zhí)行加/減速的定長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，需要設(shè)置以下參數(shù)：參數(shù)符號(hào)描述范圍R加速度/減速度A/D當(dāng)加速度=減速度時(shí)，減速度不需要設(shè)置初始速度SV驅(qū)動(dòng)速度V輸出脈沖數(shù)P1在驅(qū)動(dòng)中改變脈沖數(shù)在定長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)中，輸出脈沖數(shù)是可以改變的。如果改變命令是增加輸出脈沖數(shù)，則脈沖輸出情況如圖2-2或2-3所示。如果該命令是減少輸出脈沖數(shù)，那么輸出脈沖將立即停止。如圖2-4所示。此外，如果在S曲線加速/減速驅(qū)動(dòng)模式下，改變輸出脈沖數(shù)將產(chǎn)生不完整的S曲線減速。1 手動(dòng)設(shè)置定長(zhǎng)脈沖加/減速驅(qū)動(dòng)時(shí)的減速點(diǎn)如圖2-1所示。通常定長(zhǎng)脈沖加/減速驅(qū)

14、動(dòng)時(shí)的減速是由MCX312自動(dòng)控制的，但是在下面情況下，減速點(diǎn)應(yīng)該由用戶設(shè)定。 （1）在定長(zhǎng)的梯形加/減速驅(qū)動(dòng)中，速度改變過(guò)于頻繁。 （2）當(dāng)使用圓弧插補(bǔ)，位模式插補(bǔ)和加速和減速連續(xù)插補(bǔ)來(lái)加/減速的情況。當(dāng)手動(dòng)設(shè)置減速點(diǎn)時(shí)，請(qǐng)將WR3寄存器的D0位設(shè)為1，同時(shí)使用命令代碼（07H）來(lái)預(yù)先設(shè)置減速點(diǎn)。對(duì)于其他的操作，其設(shè)置與定長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)相同。2 在運(yùn)動(dòng)時(shí)改變驅(qū)動(dòng)速度定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)線形加速以恒定速度運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)速度（V）是可以改變的。但是，如果恒定的驅(qū)動(dòng)速度是按線性加速度的變化，有些可能會(huì)提前終止。因此，要謹(jǐn)慎使用運(yùn)動(dòng)控制卡設(shè)置較低的初始速度。4偏移設(shè)置為加速/減速驅(qū)動(dòng)在S曲線定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)減速度沒(méi)

15、有達(dá)到初始速度時(shí)，可以用偏移功能補(bǔ)償脈沖數(shù)。 MCX312將自動(dòng)計(jì)算加速/減速點(diǎn)，并會(huì)在加速過(guò)程與減速過(guò)程中分配相等的脈沖數(shù)。這種方法計(jì)算輸出脈沖數(shù)，并與剩余脈沖數(shù)比較，當(dāng)剩余脈沖數(shù)等于或小于加速過(guò)程中所用的脈沖數(shù)時(shí)，它就開始減速。當(dāng)設(shè)置了減速緩沖值，MCX312將提前開始減速。如果緩沖值是正數(shù)，而且設(shè)的越大，自動(dòng)減速點(diǎn)就變的越早，增加了在減速終點(diǎn)以初始速度運(yùn)行的脈沖數(shù)量。如果緩沖值是負(fù)數(shù)，則在減速到初始速度之前停止脈沖輸出。MCX312上電復(fù)位時(shí)，緩沖脈沖數(shù)的默認(rèn)值默認(rèn)值為8。在直線加/減速定長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)并不需要改變緩沖脈沖數(shù)。但是對(duì)S曲線加/減速驅(qū)動(dòng)，當(dāng)插補(bǔ)完成而脈沖驅(qū)動(dòng)速度卻并不底于初始

16、速度時(shí)，就需要修改緩沖脈沖數(shù)。連續(xù)驅(qū)動(dòng)輸出當(dāng)連續(xù)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行時(shí)， MCX312將一直以特定的速度驅(qū)動(dòng)脈沖輸出直至接收到停止命令或者外部中斷信號(hào)。連續(xù)脈沖驅(qū)動(dòng)的主要應(yīng)用是：回原點(diǎn)，示教或速度控制。在連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，該驅(qū)動(dòng)速度可以隨意改變。兩個(gè)停止命令可以停止連續(xù)脈沖驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)：一是“減速停止” ，另一個(gè)是“突然停止。 ” 。，每個(gè)軸都可以通過(guò)三個(gè)輸入引腳， STOP2 STOP0來(lái)連接外部減速和突然停止的信號(hào)，可以由外部命令來(lái)以設(shè)置啟動(dòng)/禁用，也可以通過(guò)模式設(shè)置來(lái)激活。在連續(xù)脈沖驅(qū)動(dòng)中外部輸入STOP2到STOP0的停止條件給外部引腳nSTOP2 to nSTOP0分配一個(gè)編碼器零點(diǎn)的相位信號(hào)，原點(diǎn)信

17、號(hào)，臨近原點(diǎn)信號(hào)（編碼器零點(diǎn)的相位信號(hào)分配給STOP2）。通過(guò)設(shè)置各軸WR1的D5到D0位來(lái)激活/禁止這幾個(gè)信號(hào)。當(dāng)使用高速回零或查詢時(shí)，用戶可以將MCX312設(shè)置在加/減速連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式并且將WR1的STOP2,1,0使能。這樣，MCX312將在外部信號(hào)STOP2,1,0激活時(shí)開始減速停止。當(dāng)應(yīng)用在低速回零或者查詢時(shí)，用戶可以將MCX312設(shè)置在恒速連續(xù)運(yùn)行模式并將STOP2,1,0使能。這樣，當(dāng)STOP1有效時(shí)，MCX312立即終止脈沖輸出。除輸出脈沖的數(shù)量外，對(duì)定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)的其他三個(gè)參數(shù)必須設(shè)置為執(zhí)行加速/減速連續(xù)驅(qū)動(dòng)。2.2加減速基本上，每一個(gè)軸的驅(qū)動(dòng)脈沖輸出是由定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)命令和正方向或負(fù)方向

18、的連續(xù)驅(qū)動(dòng)命令來(lái)控制的。這些類型的驅(qū)動(dòng)的速度曲線可以根據(jù)模式設(shè)置或運(yùn)行參數(shù)值設(shè)置為恒速，線性加速度，非對(duì)稱直線加速， S形曲線加速/減速。恒速驅(qū)動(dòng)當(dāng)MCX312的驅(qū)動(dòng)速度設(shè)置的比初始速度低，那么不執(zhí)行加/減速度，而啟動(dòng)恒速驅(qū)動(dòng)。當(dāng)原點(diǎn)傳感器或Z軸相位編碼器有效時(shí)，如果用戶要執(zhí)行立即停止命令時(shí)，最好不要運(yùn)行加/減速驅(qū)動(dòng)，而要一開始就采用低速恒速運(yùn)行。在處理恒速驅(qū)動(dòng)時(shí)，下列參數(shù)需要預(yù)先設(shè)定。參數(shù)符號(hào)描述范圍R初始速度SV比驅(qū)動(dòng)速度高驅(qū)動(dòng)速度V輸出脈沖數(shù)P不需要連續(xù)驅(qū)動(dòng)恒速參數(shù)設(shè)定示例恒速命令設(shè)定在980PPS，如上圖所示。范圍R=8000000Multiple=1初始速度SV=980Sv>v

19、驅(qū)動(dòng)速度V=980請(qǐng)參閱各參數(shù)在第6章。梯形驅(qū)動(dòng)對(duì)稱在線形加速驅(qū)動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)速度按線形規(guī)律將輸出脈沖速度從初始速度增加至所需要的速度。在定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)中，當(dāng)加速度與減速度是一樣的（對(duì)稱梯形），會(huì)計(jì)算加速過(guò)程中所用的脈沖數(shù)，當(dāng)輸出脈沖的剩余數(shù)小于加速脈沖數(shù)時(shí)，減速開始。減速會(huì)按照加速過(guò)程的線形規(guī)律變化，直到速度減到初始速度，所有的脈沖數(shù)輸出完成，驅(qū)動(dòng)停止（自動(dòng)減速）。當(dāng)在加速驅(qū)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)減速命令，或者當(dāng)定長(zhǎng)脈沖數(shù)對(duì)于所需要的驅(qū)動(dòng)速度來(lái)說(shuō)不夠的時(shí)候，在加速階段就開始減速。如圖2-9所示。通過(guò)設(shè)置一個(gè)三角形的預(yù)防模式，例如即使在一些輸出脈沖低的場(chǎng)合，可以使三角形式可以轉(zhuǎn)化成梯形形式。理解定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)中防止產(chǎn)生

20、三角形曲線的部分在執(zhí)行對(duì)稱線性加速度驅(qū)動(dòng)時(shí)，下面的參數(shù)必須設(shè)置，被標(biāo)志的參數(shù)在需要的時(shí)候被設(shè)置。參數(shù)符號(hào)描述范圍R加速度A加速度/減速度*減速度D當(dāng)加速度和減速度分別設(shè)置時(shí)的減速度初始速度SV驅(qū)動(dòng)速度V*輸出脈沖數(shù)P連續(xù)脈沖驅(qū)動(dòng)不需要設(shè)置1.設(shè)置梯形驅(qū)動(dòng)例子如上圖所示，初始速度從500PPS加速至15000PPS，時(shí)間為0.3S。若范圍R=4000000，M=2，則加速度：A=193初始速度：SV=500PPS/M=250PPS驅(qū)動(dòng)速度：V=15000PPS/M=7500PPS2定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)中避免三角形曲線出現(xiàn)三角形預(yù)防功能可避免在定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)的線性加速過(guò)程中出現(xiàn)三角形曲線，即便在輸出脈沖數(shù)量很少的情

21、況下。當(dāng)在加速過(guò)程和減速停止過(guò)程中使用的脈沖數(shù)量超過(guò)總脈沖數(shù)的1/2時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制卡就停止加速而進(jìn)入恒速運(yùn)動(dòng)模式。三角形預(yù)防功能在重置時(shí)被禁用的話。該功能可以通過(guò)設(shè)置WR3寄存器的D5-D1位來(lái)激活。注意 當(dāng)在定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)后執(zhí)行連續(xù)脈沖輸出模式， WR3 的 D 5提前設(shè)置為0。非對(duì)稱梯形加速度當(dāng)一個(gè)物體使用堆垛設(shè)備移動(dòng)時(shí)，物體垂直移動(dòng)的加速度和減速度是不一樣的，因?yàn)橛兄亓铀俣茸饔迷谖矬w上。當(dāng)加速度與減速度不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制卡能夠在定長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)模式下以非對(duì)稱線性加速的形式自動(dòng)進(jìn)行減速。不需要通過(guò)計(jì)算來(lái)提前設(shè)置手動(dòng)減速點(diǎn)。如圖 2-11所示，在這種情況下減速度大于加速度。如圖2-12所示，是加速度大于

22、減速度。在這種非對(duì)稱線性加速度驅(qū)動(dòng)，減速起點(diǎn)是在集成電路的內(nèi)部通過(guò)對(duì)輸出脈沖數(shù)P和各個(gè)速度參數(shù)來(lái)運(yùn)算得到的。要執(zhí)行定長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)模式非對(duì)稱線性加速的自動(dòng)減速，WR3寄存器中的D1位要設(shè)置為1，這樣能設(shè)置減速度值。WR3寄存器的D0位必須設(shè)置為0，這樣才能夠在加速度/減速度驅(qū)動(dòng)過(guò)程能自動(dòng)的減速。注意 在圖2-12的加速度>加速度的情況下，加速度與減速度必須符合下列公式例如，如果驅(qū)動(dòng)速度V = 100kps ，減速度D必須大于1 / 40的加速度A。減速度的值不能小于1 / 40的加速度。 如果在圖2-12，加速度>減速度的情況下，加速度與減速度的比值越大，爬行脈沖就變的越多（當(dāng)A

23、 / D = 10倍，爬行脈沖為最大值10） 。當(dāng)爬行脈沖引起驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)提高初始速度或者設(shè)置一個(gè)負(fù)的加速度計(jì)數(shù)器進(jìn)行抵消來(lái)解決問(wèn)題。 S曲線加速/減速驅(qū)動(dòng)集成電路能通過(guò)增加/降低加速度/減速度使驅(qū)動(dòng)速度加速/減速的線性變化過(guò)程形成S曲線方式驅(qū)動(dòng)。圖2-13描述了S曲線加速/減速的功能。當(dāng)驅(qū)動(dòng)開始時(shí)，加速度按直線方式以K進(jìn)行增加。這種情況，驅(qū)動(dòng)速度值按照拋物線方式增長(zhǎng)（A區(qū)域）。當(dāng)加速度到達(dá)初始設(shè)定速度值A(chǔ)時(shí)，加速度保持不變，這種情況下，速度值按照直線方式增長(zhǎng)（B區(qū)域）。如果指定的驅(qū)動(dòng)的速度（V）和目前的速度差小于利用加速度來(lái)增長(zhǎng)的速度時(shí)，加速開始減少直至為0。減少的速率和增加

24、的速率一樣，都是以按照直線方式以K減少。在這種情況下，速度值形成拋物線曲線（C區(qū)域）。這樣，在這種情況下，加速度在加速過(guò)程中有個(gè)恒定的不變的過(guò)程，我們稱之為部分S曲線加速。另一方面如果在加速度到達(dá)設(shè)定速度A之前，指定的驅(qū)動(dòng)的速度（V）和目前的速度差小于利用加速度來(lái)增長(zhǎng)的速度時(shí)，即從A到C區(qū)域沒(méi)有B區(qū)域的話，這樣，這種情況下，在加速過(guò)程中加速度沒(méi)有恒定不變的區(qū)域，我們叫完整S曲線加速。如果指定的驅(qū)動(dòng)的速度（V）和目前的速度差小于利用加速度來(lái)增長(zhǎng)的速度時(shí)，加速開始減少直至為0。請(qǐng)參閱例子參數(shù)設(shè)置稍后介紹和附錄有關(guān)部分S曲線加速和完整的S曲線加速的例子。此外，在減速過(guò)程中，速度通過(guò)線性增加/減少加速

25、度形成S曲線（D，E，F(xiàn)區(qū)域） 。在連續(xù)脈沖輸出模式下，當(dāng)驅(qū)動(dòng)速度改變時(shí)，在加速/減速過(guò)程中也可以實(shí)現(xiàn)S曲線功能。要想實(shí)現(xiàn)加速/減速驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的S曲線功能，必須設(shè)置WR3寄存器的D2和D1位和下面的參數(shù)。被標(biāo)記的參數(shù)需要的時(shí)候設(shè)置。參數(shù)符號(hào)描述范圍R加速度率K加速度A*減速度D當(dāng)加速度和減速度分別設(shè)置時(shí)的減速度初始速度SV驅(qū)動(dòng)速度V*輸出脈沖數(shù)P連續(xù)驅(qū)動(dòng)不需要設(shè)置1防止產(chǎn)生三角形曲線如果定長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)的加速/減速過(guò)程中，設(shè)置的輸出脈沖數(shù)量不足以使加速達(dá)到驅(qū)動(dòng)速度或者減速停止所需要的脈沖數(shù)，這樣就導(dǎo)致產(chǎn)生三角形的加速度曲線。在S曲線加速/減速過(guò)程中，下面的措施就會(huì)避免產(chǎn)生三角形加速度曲線而得到平滑

26、的速度曲線。如果初始速度是0 ，加速度變化率為a，那么在加速區(qū)域里， t時(shí)刻的速度能被描述為 v(t) = at2因此，從0時(shí)刻到t時(shí)刻的輸出脈沖p （t）就是速度的積分，并且可以表示為 p(t) = 1/3at3總的輸出脈沖是： (1/3+2/3+1+2/3+1+1/3) x at3 = 4 at3這樣，p(t) = 1/12 總的脈沖輸出因此，當(dāng)S曲線加速中的輸出脈沖比總的輸出脈沖的1/12大的話，MCX312將停止加速，開始降低加速度值。在不斷加速部分，當(dāng)加速過(guò)程的輸出脈沖數(shù)達(dá)到1/4的總輸出脈沖時(shí)， MCX312將開始減少加速度值。2減速停止過(guò)程防止產(chǎn)生三角形曲線在加速/減速過(guò)程中，當(dāng)

27、發(fā)出減速停止命令時(shí)，加速度開始降低，當(dāng)加速度為0時(shí)，減速開始。3S曲線加速/減速驅(qū)動(dòng)時(shí)的限制a.在定長(zhǎng)脈沖S曲線加/減速驅(qū)動(dòng)過(guò)程中驅(qū)動(dòng)速度不能改變。b.在執(zhí)行定長(zhǎng)脈沖S曲線加/減速驅(qū)動(dòng)時(shí)，如果在減速時(shí)改變輸出脈沖的數(shù)量，則不能產(chǎn)生S曲線驅(qū)動(dòng)。C. 執(zhí)行圓弧插補(bǔ)，位模式插補(bǔ)和連續(xù)插補(bǔ)時(shí)，S曲線加/減速不能正常執(zhí)行。D. 在定長(zhǎng)S曲線加/減速驅(qū)動(dòng)時(shí)，當(dāng)初始速度設(shè)置的很低時(shí)，提前終止或者爬行現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。提前終止指的是在速度到達(dá)初始速度之前，指定的驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出就完成了。爬行現(xiàn)象指的是即使速度達(dá)到了初始速度，但指定的驅(qū)動(dòng)脈沖沒(méi)有輸出完成，剩余的脈沖以初始速度繼續(xù)輸出。4.參數(shù)設(shè)置例1 （完全的S曲線

28、加速/減速）如圖所示，在這個(gè)例子里，設(shè)置完全S曲線加速度來(lái)使初始速度在0.4S時(shí)間內(nèi)從0增加至40KPPS。速度在前0.2S必須達(dá)到20000PPS，接著在剩余的0.2S內(nèi)達(dá)到40000PPS。同時(shí)在0.2S內(nèi)加速度要線性增加，其積分值等于速度20000PPS。因此，在0.2S時(shí)刻的加速度=20000×2/0.2=200KPPS/SEC 加速度率K=200/0.2=1000KPPS/SEC2在完全S曲線加/減速中,速度曲線僅依賴于加速度率K的值,因此完全S曲線的加/減速度必須比200KPPS/SEC大參數(shù)名稱實(shí)際值參數(shù)設(shè)置值RM=10R=800000加速度率KK=1000KPPS/S

29、EC (62.5×106×M) / K =625加速度AA=200KPPS/SECA/(125×M)=160初始速度SVSV=1000PPSSV/M=100驅(qū)動(dòng)速度VV=40000PPSV/M=4000請(qǐng)參閱各參數(shù)在第6章。5.參數(shù)設(shè)置例2 （部分S曲線加速/減速）如圖所示部分S曲線加速.在最初0.2S的時(shí)間內(nèi),速度以拋物線從0增加到10KPPS,接著在0.2S的時(shí)間內(nèi)速度以線性加速至30KPPS,最后在0.2S的時(shí)間內(nèi)又以拋物線加速至40KPPS.在最初的0.2S速度增加到10000PPS,加速度是線性增加的.其積分值等于速度10000.在這個(gè)時(shí)刻的加速度A=2

30、/0.2=100KPPS/SEC,加速度率K=100K/0.2=500KPPS/SEC2參數(shù)名稱實(shí)際值參數(shù)設(shè)置值RM=10R=800000加速度率KK=500KPPS/SEC (62.5×106×M) /K =1250加速度AA=100KPPS/SECA/(125×M)=80初始速度SVSV=1000PPSSV/M=100驅(qū)動(dòng)速度VV=40000PPSV/M=4000脈沖寬度和速度精度1.驅(qū)動(dòng)脈沖占空比每個(gè)軸的正方向或負(fù)方向的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)間周期是由系統(tǒng)時(shí)鐘CLK決定的.誤差在1SCLK之內(nèi).例如當(dāng)CLK=16MHZ,誤差是±125ns?；旧蟻?lái)說(shuō)，每個(gè)脈沖

31、的占空比如圖2-16所示，都為50%。當(dāng)參數(shù)被設(shè)置為R=8000000，M=1，V=1000PPS時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈沖有500us處于高電平，500us處于低電平。整個(gè)脈沖周期為1ms。但是，如圖2-17所示。在加速/減速驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，加速的時(shí)候，低電平脈沖長(zhǎng)度短于高電平脈沖長(zhǎng)度，反之，在減速的時(shí)候，低電平脈沖長(zhǎng)度長(zhǎng)于高電平脈沖長(zhǎng)度。2.驅(qū)動(dòng)速度精度在MCX312中，運(yùn)行時(shí)鐘SCLK是外部輸入時(shí)鐘CLK的一半。如果CLK輸入是標(biāo)準(zhǔn)的16MHZ，那么SCLK就是8MHZ。因此用戶最好將速度驅(qū)動(dòng)設(shè)在SCLK周期（125us）的準(zhǔn)確的整數(shù)倍數(shù)上。否則，驅(qū)動(dòng)脈沖將不是十分穩(wěn)定。驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率最好是125us的整

32、數(shù)倍，例如4000MHZ的2倍，2667MHZ的3倍，2000MHZ的4倍，1600MHZ的5倍，1333MHZ的6倍，1143MHZ的7倍，1000MHZ的8倍，889MHZ的9倍，800MHZ的10倍，等等。零散的頻率不能被輸出。并不是任何設(shè)定所需要的驅(qū)動(dòng)速度都會(huì)十分穩(wěn)定。然而，MCX312能按照下述方法實(shí)現(xiàn)任何驅(qū)動(dòng)速度。例如：當(dāng)預(yù)設(shè)范圍值R=80000（M=10），驅(qū)動(dòng)速度設(shè)置值：V=4900時(shí)，應(yīng)該輸出4900PPPS×100=490KPPS的速度驅(qū)動(dòng)脈沖。但是這個(gè)值并不是SCLK周期的整數(shù)倍，這個(gè)脈沖不能夠被輸出。如圖2-18所示，MCX312會(huì)結(jié)合SCLK周期的16倍和1

33、7倍，以674：326的比率產(chǎn)生一個(gè)平均值為490KPPS的脈沖。根據(jù)這個(gè)方法，MCX312能夠以很高的精度產(chǎn)生一個(gè)恒速驅(qū)動(dòng)脈沖。通常，驅(qū)動(dòng)速度越高，精度越低。但對(duì)MCX312來(lái)說(shuō)，即使驅(qū)動(dòng)速度很高，它依然能保持相對(duì)的精度。事實(shí)上驅(qū)動(dòng)脈沖的精度能夠保持在±0.1%。使用示波器來(lái)觀察驅(qū)動(dòng)脈沖，能觀察到大約±1SCLK（125us）的誤差。當(dāng)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)是不影響的，因?yàn)檫@個(gè)誤差會(huì)被電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)慣性吸收的。2.3位置控制圖2.19是1個(gè)軸的位置控制框圖。對(duì)于每個(gè)軸，有兩個(gè)32位加/減計(jì)數(shù)器用來(lái)計(jì)算當(dāng)前位置，有2比較寄存器用于與當(dāng)前位置進(jìn)行比較。邏輯位置計(jì)數(shù)器和實(shí)際位置計(jì)數(shù)器如圖2

34、-19所示，邏輯位置計(jì)數(shù)器是用來(lái)計(jì)算MCX312中驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)的。當(dāng)+方向脈沖輸出時(shí)，計(jì)數(shù)器加1；當(dāng)-方向脈沖輸出時(shí)，計(jì)數(shù)器減1。實(shí)際位置計(jì)數(shù)器對(duì)外部編碼器輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。輸入脈沖的類型可以是的A / B正交脈沖輸入或上/下脈沖（CW/CCW）類型（見 ） 。主機(jī)CPU可以在任意時(shí)間讀取或?qū)懭脒@兩個(gè)計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器是32位，計(jì)數(shù)范圍為-2,147,483,648 + 2147483647 。負(fù)數(shù)是2進(jìn)制的補(bǔ)碼形式。當(dāng)復(fù)位時(shí)，計(jì)數(shù)器中的值是隨機(jī)的。比較寄存器和軟件限制如圖2.19所示，每個(gè)軸都有2個(gè)32位寄存器用來(lái)比較邏輯位置與實(shí)際位置。邏輯計(jì)數(shù)器和實(shí)際位置計(jì)數(shù)器可以由WR2寄存器的D 5位（ C

35、MPSL ）選擇。COMP+寄存器的主要功能是找出邏輯/實(shí)際位置計(jì)數(shù)器的上限，當(dāng)邏輯/實(shí)際位置計(jì)數(shù)器的值大于CMP+寄存器的值時(shí)， RR1寄存器中的D0(CMP+)位將成為1 。另一方面，COMP-寄存器的主要功能是找出邏輯/實(shí)際位置計(jì)數(shù)器的下限，當(dāng)邏輯/實(shí)際位置計(jì)數(shù)器的值小于CMP-寄存器的值時(shí)， RR1寄存器中的D1(CMP-)位將成為1 。圖2.20就是一個(gè)例子，COMP+ = 10000, COMP- = -1000 ，COMP+和 COMP- 能夠被用在軟件的正負(fù)極限上。當(dāng)寄存器WR2的D0和D1位的設(shè)置為1時(shí)，就使得軟件極限被使能。在驅(qū)動(dòng)過(guò)程，如果邏輯/實(shí)際計(jì)數(shù)器的值大于COMP+

36、比較計(jì)數(shù)器 ，將會(huì)使減速停止，而RR2寄存器的D0 （ SLMT + ）將變更為1 。如果邏輯/實(shí)際計(jì)數(shù)器的值小于COMP+，則寄存器RR2的D0位將自動(dòng)更改為0 。主機(jī)CPU可以任意時(shí)間寫入COMP+ 和COMP-寄存器的值。當(dāng)MCX312復(fù)位時(shí)，寄存器的值是隨機(jī)的。位置計(jì)數(shù)器變量環(huán)邏輯位置計(jì)數(shù)器和實(shí)際位置計(jì)數(shù)器是32位的加/減環(huán)形計(jì)數(shù)器。自然的，當(dāng)計(jì)數(shù)器增計(jì)數(shù)值到32位的最大值FFFFFFFFH時(shí)，計(jì)數(shù)器中的值就回到0。當(dāng)計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)到0時(shí)，計(jì)數(shù)器中的值被重置為FFFFFFFFH。這個(gè)變量環(huán)功能可以將任何數(shù)作為最大值設(shè)置。該功能主要用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而不是線性運(yùn)動(dòng)，用于管理軸在旋轉(zhuǎn)一圈后回原點(diǎn)

37、位置。要想讓變量環(huán)功能使能，必須設(shè)置WR3寄存器的D6位（RING）為1，同時(shí)設(shè)置COMP+寄存器為邏輯位置計(jì)數(shù)器的最大值，設(shè)置COMP-寄存器為實(shí)際位置計(jì)數(shù)器的最大值。例如，設(shè)定如下的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)一周用10,000脈沖。1為了使能變量環(huán)功能，將WR3的D6位設(shè)12設(shè)置COMP+寄存器的值為邏輯位置計(jì)數(shù)器的最大值9999（270FH）。3設(shè)置COMP-寄存器的值為實(shí)際位置計(jì)數(shù)器的最大值9999（270FH）記數(shù)操作如下： 正方向加計(jì)數(shù)： 9998-9999-0-1負(fù)方向減計(jì)數(shù)：1-0-9999-9998注每個(gè)軸的變量環(huán)功能可以單獨(dú)設(shè)置啟動(dòng)/禁用，但是，邏輯位置計(jì)數(shù)器和實(shí)際位置計(jì)數(shù)器不能單獨(dú)設(shè)置

38、啟動(dòng)/禁用。如果變量環(huán)功能被啟用，軟件限位功能不能使用。使用外部信號(hào)將實(shí)際位置計(jì)數(shù)器清零這個(gè)功能主要用于當(dāng)在回原點(diǎn)搜索中使用零點(diǎn)相位搜索時(shí)，在提高零點(diǎn)相位時(shí)將實(shí)際位置計(jì)數(shù)器的值清零。通常情況下，回原點(diǎn)搜索是在連續(xù)驅(qū)動(dòng)情況下通過(guò)設(shè)置近原點(diǎn)信號(hào)，原點(diǎn)信號(hào)和編碼器零點(diǎn)相位信號(hào)到nSTOP0 to nSTOP2引腳上來(lái)完成的。當(dāng)指定的信號(hào)被激活時(shí)，驅(qū)動(dòng)就停止，同時(shí)邏輯位置計(jì)數(shù)器/實(shí)際位置計(jì)數(shù)器被CPU清零。即使設(shè)定很低的零點(diǎn)相位搜索驅(qū)動(dòng)速度，但由于伺服系統(tǒng)或機(jī)械系統(tǒng)的反應(yīng)滯后，使零點(diǎn)相位位置檢測(cè)延遲，這種情況下用清除實(shí)際位置計(jì)數(shù)器功能對(duì)解決這個(gè)問(wèn)題是很有用的。要想用編碼器零點(diǎn)相位搜索產(chǎn)生的零點(diǎn)相位信號(hào)

39、來(lái)清除實(shí)際位置計(jì)數(shù)器的值，必須將零點(diǎn)相位信號(hào)接到nSTOP2引腳上，如圖 2.22所示。請(qǐng)參閱下面的設(shè)置模式或用相應(yīng)的零點(diǎn)相位搜索命令將實(shí)際位置計(jì)數(shù)器清零。如果驅(qū)動(dòng)速度的設(shè)定值低于初始速度，加速/減速驅(qū)動(dòng)就不能執(zhí)行；如果零點(diǎn)相位被檢測(cè)到，驅(qū)動(dòng)脈沖立即停止。1設(shè)置范圍和初始速度2設(shè)置零點(diǎn)相位搜索的驅(qū)動(dòng)速度3驗(yàn)證STOP2信號(hào)，并設(shè)置有效值。WR1的D5=1，D4=0（低電平有效），D4=1（高電平有效）4讓用STOP2信號(hào)清除實(shí)際位置計(jì)數(shù)器使能，將WR1的D6位設(shè)為15確定連續(xù)脈沖驅(qū)動(dòng)命令中的正方向或負(fù)方向上述描述過(guò)程的運(yùn)行結(jié)果如圖2-23所示。當(dāng)零點(diǎn)相位信號(hào)有效時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈沖立即停止，同時(shí)在零點(diǎn)

40、相位信號(hào)有效值的上升沿，實(shí)際位置計(jì)數(shù)器被清零。注  只有nSTOP2信號(hào)能將實(shí)際位置計(jì)數(shù)器的值清零，nSTOP1和nSTOP0不能。當(dāng)輸入信號(hào)過(guò)濾器是無(wú)效的，有效值必須保持4倍CLK周期。當(dāng)輸入信號(hào)濾波器是有效的，輸入信號(hào)必須保持一倍以上的時(shí)間。建議只從一個(gè)方向進(jìn)行零點(diǎn)相位搜索，這樣有助于提高檢測(cè)精度當(dāng)在設(shè)置WR1的D6、D5、D4位時(shí)，nSTOP2信號(hào)已經(jīng)被設(shè)置為有效了，這個(gè)時(shí)候?qū)嶋H位置計(jì)數(shù)器就已經(jīng)被清零了，即便WR1的D6、D5、D4被設(shè)置。 注當(dāng)實(shí)際位置計(jì)數(shù)器在使用的時(shí)候，輸入信號(hào)過(guò)濾器必須是nSTOP2信號(hào)使能。如果輸入信號(hào)通過(guò)，實(shí)際位置計(jì)數(shù)器就可能無(wú)法清零。2.4插值MCX

41、312兩軸運(yùn)動(dòng)控制芯片可以執(zhí)行直線插補(bǔ)，圓弧插補(bǔ)和位模式插補(bǔ)。在插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，所有的計(jì)算都是基于X軸的。因此，用戶應(yīng)該在插補(bǔ)進(jìn)行之前設(shè)置好參數(shù)，如X軸的初始速度和驅(qū)動(dòng)速度等。設(shè)定插補(bǔ)的所有參數(shù)，寫插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)命令到命令寄存器WR0之后，用戶可以啟動(dòng)插值驅(qū)動(dòng)。在插值驅(qū)動(dòng)期間，主狀態(tài)寄存器RR0的D8（I-DRV）位將變?yōu)?，插值完成后變?yōu)?。此外，在插值驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，位D1 （ Y-DRV）和D0 （X-DRV）變?yōu)? 。直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)或位模式插補(bǔ)的最大驅(qū)動(dòng)速度為4MPPS。而連續(xù)插補(bǔ)的最大驅(qū)動(dòng)速度為2MPPS。l 插值的超限誤差在插值驅(qū)動(dòng)中，當(dāng)每個(gè)軸的硬件或軟件限位信號(hào)有效時(shí)，插值將停止。如果

42、停止是因?yàn)殄e(cuò)誤而發(fā)生的，主狀態(tài)寄存器RR0會(huì)在D5位（ Y-ERR）和D4（X-EWW ）位確認(rèn)錯(cuò)誤位。RR0中的相應(yīng)位將變?yōu)? ，同時(shí)這個(gè)軸的RR2 （錯(cuò)誤寄存器）將被讀出。 注意如圓形或位模式插補(bǔ)，激活硬件或軟件限制，在+或-方向，將停止插值驅(qū)動(dòng)。l 伺服電機(jī)的位置信號(hào)在插值驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)X、Y軸的位置信號(hào)（ nINP0S ）有效并且插值完成時(shí)， 軸的INP0S信號(hào)將準(zhǔn)備好，同時(shí)寄存器RR0的D8（I-DRV） 位返回為0 。直線插補(bǔ)執(zhí)行直線插補(bǔ)，用戶可以根據(jù)當(dāng)前坐標(biāo)，對(duì)兩軸設(shè)置終點(diǎn)坐標(biāo)和插值部分。圖2.24.顯示的是從當(dāng)前坐標(biāo)到終點(diǎn)坐標(biāo)執(zhí)行直線插補(bǔ)的一個(gè)例子。對(duì)單軸控制，命令脈沖數(shù)是無(wú)符

43、號(hào)的，它用正方向命令或負(fù)向命令控制。對(duì)插補(bǔ)控制，命令脈沖數(shù)是有符號(hào)的。直線插補(bǔ)的分辨率是0.5LSB，如圖2.25所示。圖2.25所示是直線插補(bǔ)脈沖輸出的例子。定義在插補(bǔ)中有最長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)距離的軸是“長(zhǎng)軸” 。另一個(gè)是“短軸” 。長(zhǎng)軸輸出均勻脈沖序列。短軸取決于長(zhǎng)軸和兩軸的關(guān)系。每個(gè)軸的范圍是一個(gè)24位有符號(hào)數(shù)，從-8,388,607 + 8388607 。 （注： -8,388,607不能成立。 ）2軸直線插補(bǔ)示例 XY兩軸執(zhí)行直線插補(bǔ)，從當(dāng)前位置到終點(diǎn)位置（X: +30,000, Y: 20,000 ） 。初始速度= 500PPS ，加速度/減速度= 40,000 PPS/SEC，驅(qū)動(dòng)速度= 5

44、000PPS。圓弧插補(bǔ)XY 2軸圓弧插補(bǔ)。圓弧插補(bǔ)從當(dāng)前位置（起點(diǎn)）開始的，在設(shè)定圓心，終點(diǎn)位置和CW 或 CCW方向之后，用戶可以啟動(dòng)圓弧插補(bǔ)。注：坐標(biāo)設(shè)定值是起點(diǎn)坐標(biāo)的相對(duì)值。在圖2.26中，它解釋了CW/CCW圓弧插補(bǔ)的定義。CW圓弧插補(bǔ)是從起點(diǎn)到終點(diǎn)以順時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行;CCW圓弧插補(bǔ)是逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行的。當(dāng)終點(diǎn)設(shè)置為（ 0 ， 0 ） ，將生成一個(gè)整圓。圖2.27解釋了長(zhǎng)軸和短軸。首先，我們?cè)赬-Y平面內(nèi)確定8個(gè)區(qū)域，用數(shù)字0 7表示。我們發(fā)現(xiàn)在象限0 ， 3 ， 4和7 ，X的絕對(duì)值總是大于Y的。所以我們把X稱為長(zhǎng)軸（ Y是短軸）在象限1 ， 2 ， 5 ，6 中， Y是長(zhǎng)軸（ X是短軸

45、） 。短軸有規(guī)律的輸出脈沖，長(zhǎng)軸則根據(jù)插值計(jì)算輸出脈沖。圖2.28，給出一個(gè)以（ -11,0 ）為圓心和（ 0,0 ）為結(jié)束點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)圓圈的例子。其半徑是11 。圖2.29顯示的是脈沖輸出l 圓弧插補(bǔ)的終點(diǎn)檢查在圓弧插補(bǔ)中，假定開始插補(bǔ)時(shí)的當(dāng)前位置（起點(diǎn)）是（ 0,0 ） 。MCX312通過(guò)圓心計(jì)算出半徑，并根據(jù)半徑產(chǎn)生圓弧軌跡。插補(bǔ)的最大誤差范圍是在1LSB 。由于1LSB誤差范圍，指定的終點(diǎn)可能不在圓形軌道上。當(dāng)終點(diǎn)的值與短軸相同，圓弧插補(bǔ)完成。圖2.30的CCW插補(bǔ)的例子，起點(diǎn)（ 0,0 ） ，圓心（ 200 ， 500 ）和完成點(diǎn)（ 702 ， 299 ）。完成點(diǎn)是在象限4 ，在象限4

46、Y軸是短軸。因此，Y軸是299時(shí)，插值完成。插值坐標(biāo)的取值范圍在-8,388,608和+8,388,608之間。 在整個(gè)取值范圍內(nèi)的插補(bǔ)誤差是1個(gè)最小有效位。 插值驅(qū)動(dòng)的速度從1PPS到4MPPS。 l 順時(shí)針圓弧插補(bǔ)示例順時(shí)針圓弧插補(bǔ)從當(dāng)前位置（起點(diǎn)：0，0）到終點(diǎn)（X:5000,Y:5000)，圓心（X: 5000, Y: 0）。插補(bǔ)速度為恒速1000PPS。位模式插補(bǔ)插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)可以接收上一級(jí)CPU中產(chǎn)生的插補(bǔ)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成一組預(yù)定大小的位模式數(shù)據(jù)，然后以一定的速度輸出插補(bǔ)脈沖。每個(gè)軸對(duì)主CPU有兩個(gè)位數(shù)據(jù)緩沖器，一個(gè)用于正方向插補(bǔ)，另一個(gè)用于反方向插補(bǔ)。在位模式插補(bǔ)狀態(tài)下，主CPU 可以向M

47、CX312中寫入X軸和Y軸的指定的插補(bǔ)數(shù)據(jù)。如果從CPU傳來(lái)的位模式指令的一個(gè)位為“1”，MCX312將在該單位時(shí)間內(nèi)輸出一個(gè)脈沖；如果位值是“O”，它在單位時(shí)間內(nèi)將不會(huì)輸出任何脈沖。例如，如果要生成如圖2-31所示的Xy平面輪廓，主CPU必須向這些指定的寄存器寫入相應(yīng)數(shù)據(jù)。XPP：X軸的正指令寄存器，XPM：X軸的負(fù)指令寄存器。YPP和YPM是y軸的指令寄存器。每一個(gè)時(shí)間單位中，MCX312將檢查一次寄存器，根據(jù)其位值決定是否輸出脈沖.圖2-32 是MCX312中X軸位模式插補(bǔ)的奇存器結(jié)構(gòu)圖。BPIP和BP1M寄存器存放從主CPU送來(lái)的位模式指令的16位數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（如果系統(tǒng)使用的是8位數(shù)據(jù)總

48、線，主CPU將分別用低8位和高8位寫入指令)。正向數(shù)據(jù)將寫入BPlP，反向數(shù)據(jù)寫入 BP1M。一旦開始位模式插補(bǔ)，脈沖從D0順序開始輸出。堆棧計(jì)數(shù)器(SC)是一個(gè)2位計(jì)數(shù)器，其值在O到3之間，可以從RRO的D 14，D13讀取。SC的值將決定主機(jī)CPU應(yīng)該把指令寫入哪一個(gè)緩沖寄存器中。當(dāng)SC的初始值為0，并且主CPU將位模式數(shù)據(jù)寫入BPl P或者BPl M 中時(shí)，指令將會(huì)在SREG 中存放。然后增大為1，下一個(gè)從主CPU來(lái)的數(shù)據(jù)將寫入REGl；依次類推，當(dāng)SC=2時(shí)，緩沖寄存器使用REG2。當(dāng)SC=3時(shí)，主機(jī)CPU不能將任何數(shù)據(jù)寫入 MCX3 12中。當(dāng)開始輸出位模式插補(bǔ)脈沖時(shí)，SREG中的D

49、O位將最先被轉(zhuǎn)換輸出，然后依次輸出D1、D2等等。當(dāng)所有的SREG轉(zhuǎn)換輸出之后，REG1中的數(shù)據(jù)將會(huì)轉(zhuǎn)移到SREG中，REG1中的數(shù)據(jù)則轉(zhuǎn)移到REG1中，同時(shí)SC中的值減小到2。然后，主CPU就可以再次向MCX312中寫入新插補(bǔ)數(shù)據(jù)了。為了使MCX312能連續(xù)輸出位插補(bǔ)脈沖，主CPU應(yīng)該在SC的值減小到0之前向MCX312中寫入新數(shù)據(jù)。當(dāng)SC的值由2減小到1時(shí)，MCX312可以向主CPU發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)。l 位模式插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)的速度限制在位模式插補(bǔ)下，MCX312的最大脈沖輸出速度是4 MHZ。但是，如果位插補(bǔ)數(shù)據(jù)多于48位時(shí)，這個(gè)最大速度還取決于主CPU的處理速度。例如，在一個(gè)Xy軸的位模式插補(bǔ)中如

50、果主機(jī)CPU需要100us來(lái)更新X軸和y軸的16位指令，那么最大速度應(yīng)該是16脈沖數(shù)/100us=160 kPPS。l 位模式插補(bǔ)的終止有兩種終止位模式插補(bǔ)的方法。 (1)在x軸的緩沖寄存器中寫入一個(gè)中止代碼。如果主CPU向+一方向緩沖寄存器都寫入“1"，位模式插補(bǔ)將結(jié)束，停止。執(zhí)行中止代碼之后，SC將自動(dòng)清零。(2) 主CPU停止向MCX312中寫入任何數(shù)據(jù)。當(dāng)SC=0并且沒(méi)有新指令寫入時(shí)，MCX312將停止輸出脈沖，位模式插補(bǔ)隨之結(jié)束。l 利用停止指令中斷插補(bǔ)如果向正在執(zhí)行位模式插補(bǔ)的X軸寫入一個(gè)立即停止指令，或者一個(gè)減速停止指令，插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)將會(huì)中止。而且，如果主CPU再次將位模式

51、插補(bǔ)設(shè)為有效，MCX312將繼續(xù)進(jìn)行位模式插補(bǔ)。如果主機(jī)CPU希望在寫入停止指令后完成插補(bǔ)，它必須用BP寄存器（3DH）清除MCX312中的所有位模式插補(bǔ)數(shù)據(jù),；否則，插補(bǔ)操作有可能被這些數(shù)據(jù)擾亂。 l 利用硬件限位開關(guān)中斷插補(bǔ)當(dāng)任意一根軸的任意硬件限位處于有效狀態(tài)時(shí)，插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)將被中止。如果主機(jī)CPU希望在這個(gè)時(shí)候完成插補(bǔ)，必須清除MCX312中的所有插補(bǔ)數(shù)據(jù)。l 向MCX312的寄存器中寫入位模式數(shù)據(jù)不管是通過(guò)16位還是8位的地址總線訪問(wèn)，位模式插補(bǔ)數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的地址映射如表所列。由于位模式插補(bǔ)數(shù)據(jù)寄存器的部分地址與nWR2-nWR5相同，MCX312復(fù)位后，主CPU不能向位模式數(shù)據(jù)寄存器中

52、寫入任何數(shù)據(jù)。要寫入位模式指令，主CPU應(yīng)該按照如下的順序：將位模式（BP)允許命令（36H)寫入命令寄存器；寫位模式數(shù)據(jù)將位模式（BP)禁止命令（37H)寫入命令寄存器；注意：如果主機(jī)CPU不向BP指令寄存器中發(fā)出失效指令，它將不能訪問(wèn)nWR2-nWR5寄存器中的數(shù)據(jù)。l 位模式插補(bǔ)示例插補(bǔ)按照1000PPS的恒速進(jìn)行。l 使用中斷執(zhí)行位模式插補(bǔ)在位模式插補(bǔ)過(guò)程中，當(dāng)SC的值由2變?yōu)?時(shí)，MCX312將向主機(jī)CPU發(fā)出一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，要使這種中斷模式有效，主機(jī)CPU中WR5的D15位必須設(shè)置為1。這樣，當(dāng)SC由2變?yōu)?時(shí)，MCX312的ININ同時(shí)變?yōu)榈碗娖?。此時(shí)主CPU應(yīng)檢查SC的值，將

53、位插補(bǔ)數(shù)據(jù)寫入寄存器。當(dāng)主CPU向MCX312中寫位插補(bǔ)數(shù)據(jù)入SC堆棧(指令38 H)，或者寫入清除指令(3 DH)時(shí)，中斷信號(hào)被清除。順帶提及，如果中斷信號(hào)保持為低電平，當(dāng)MCX312完成位模式插補(bǔ)后，中斷信號(hào)會(huì)恢復(fù)為高電平。 恒定線速度MCX312具有恒定線速度控制功能，它能夠控制兩根軸的合成速度，使其線速度保持恒定。圖2.33所示為2軸插補(bǔ)移動(dòng)的輪廓。線速度是單根軸速度的1.414倍。如果我們希望速度保持不變，必須將速度設(shè)為初始速度的1/1/414。l 恒定線速度的設(shè)定首先，將WR5寄存器的D9、D8位分別設(shè)為0和1.然后，將Y軸的范圍R設(shè)置為X軸的值的1.414倍。因此，當(dāng)只有一根軸時(shí)

54、，MCX312將使用主軸的范圍參數(shù)。但是，當(dāng)2軸同時(shí)輸出脈沖，他會(huì)使用Y軸的范圍參數(shù)來(lái)執(zhí)行1.414倍的脈沖周期。l 恒定線速度2軸插補(bǔ)示例X軸、Y軸插補(bǔ)按照1000PPS的恒定線速度進(jìn)行。驅(qū)動(dòng)脈沖輸出如圖所示。 注意：在恒定線速度過(guò)程中，輸出波形的高電平脈沖的寬度將保持同樣的寬度，不會(huì)改變。而低電平脈沖的寬度將根據(jù)驅(qū)動(dòng)的軸數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的1.414倍。 連續(xù)插補(bǔ)連續(xù)插補(bǔ)執(zhí)行一系列的插補(bǔ)過(guò)程，例如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、直線插補(bǔ)在此過(guò)程中沒(méi)有停頓，連續(xù)地輸出脈沖。 要執(zhí)行連續(xù)插補(bǔ)，主CPU必須在上一條插補(bǔ)命令完成之前，向MCX312中寫入下一條插補(bǔ)命令。l 通過(guò)RR0的D9位連續(xù)插補(bǔ)如果RR0寄存器的D9位(CNEXT)為1，MCX312將準(zhǔn)備接受下一條插補(bǔ)命令；如果該位為O，主機(jī)CPU不能將下一條插補(bǔ)命令送入MCX312。只有在當(dāng)前指令正在執(zhí)行的時(shí)候，D9位才會(huì)置1。如果當(dāng)前指令未被執(zhí)行，MCX312不會(huì)接受下一條命令，同時(shí)D9位為O。因此，標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)插補(bǔ)過(guò)程應(yīng)該是：寫入插補(bǔ)參數(shù)和命令使其有效，檢查RR0寄存器的D9位是1還是O，然后重復(fù)，寫入命令，檢查D9。其流程如圖2-3 7所示。l 通過(guò)中斷連續(xù)插補(bǔ)寄存器WR5的D14位用來(lái)在連續(xù)插補(bǔ)