基本介紹
- 中文名：PCL6045B評估板ETH6045D
- 類型：評估板
ETH6045D評估板介紹,軟體系統介紹,結構布局與接口,PCL6045BL晶片介紹,參數,區別點,幾種晶片對比,
ETH6045D評估板介紹
100M乙太網（Ethernet）架構評估板採用了802.3乙太網匯流排接口進行通信，可以通過該網口在桌上型電腦或者筆記本電腦上進行運動控制晶片PCL6045BL的學習和評估，大大提高了效率，能實現步進電機以及伺服電機的高速脈衝控制，任意2軸圓弧插補，2~4軸的直線插補。4軸全部配置編碼器信號輸入接口（422電平差分輸入）。
ETH6045D評估板硬體系統結構如圖1所示，ARM通過16位匯流排接口與PCL6045BL晶片進行通信，電源模組包括5V，24V兩個隔離電源輸入，5V供系統內部使用，24V用於光耦隔離供電。光耦的輸出電平可變（24V或者5V）。
圖1：ETH6045D評估板硬體系統結構圖
ETH6045D評估板硬體設計採用核心板與底板架構，核心板採用的MCU 是ATMEL工業級ARM9晶片AT91RM9200，核心板帶16M位元組SDRAM和8M位元組NORFLASH。底板引出PCL6045BL的所有接口，包括IO與四軸控制信號，編碼器，手輪等等；底板全光耦隔離，高速光耦與低速光耦。軟體方面，核心板內運行嵌入式Linux系統，帶有完善的各部分驅動（串口，USB接口，IO控制，norflash-JFFS2等等）。ETH6045D評估板V1.2實物圖如圖2所示(核心板在背面)：尺寸是175 x 115 mm
圖2：ETH6045D評估板V1.2實物圖
軟體系統介紹
評估板的軟體分為Windows上位機調試軟體與板內嵌入式軟體，上位機軟體通過網口給板內嵌入式軟體發命令，來實現控制PCL6045BL晶片進行相關動作。上位機軟體採用VC6.0開發，界面如圖3所示:
圖3：上位機軟體開發界面
圖4：板內嵌入式軟體系統結構圖
結構布局與接口
接口 | 功能描述 |
P1 | 通用IO口 |
J2 | 手輪及外部按鍵輸入信號 |
J1 | 各軸到位，復位，鎖存，清零信號 |
J4、J5、J6、J7 | 各軸控制信號 |
U24 | 外部限位等開關輸入信號 |
接口定義 | 接口說明 |
ETH6045D ---DB15(母頭)定義 | 表格內容1 |
表格內容1：Extern_OUTx，Extern_DIRx，Extern_SRV_ONx分別為脈衝，方向和驅動器工作使能輸出。Extern_EAx-，Extern_EAx+，Extern_EB+，Extern_EB-，Extern_EZ+，Extern_EZ-為編譯器差分輸入引腳。Extern_ALMx為報警輸入，Extern_INPx為到位輸入引腳（注意：以下Y，Z，U軸接口定義相同）
X軸與驅動器連線示意圖
外部限位等開關輸入信號 | |||||||
序號 | 名稱 | I/O | 說明 | 序號 | 名稱 | I/O | 說明 |
1 | Extern_+ELx | X軸正限位 | 9 | Extern_+ELy | Y軸正限位 | ||
2 | Extern_+ELz | Z軸正限位 | 10 | Extern_+ELu | - | U軸正限位 | |
3 | Extern_-ELx | X軸負限位 | 11 | Extern_-ELy | - | Y軸負限位 | |
4 | Extern_-ELz | Z軸負限位 | 12 | Extern_-ELu | - | U軸負限位 | |
5 | Extern_ORGx | X軸原點 | 13 | Extern_ORGy | - | Y軸原點 | |
6 | Extern_ORGz | Z軸原點 | 14 | Extern_ORGu | - | U軸原點 | |
7 | Extern_SDx | X軸減速 | 15 | Extern_SDy | - | Y軸減速 | |
8 | Extern_SDz | Z軸減速 | 16 | Extern_SDu | U軸減速 | ||
手輪及外部按鍵輸入信號 | |||||||
序號 | 名稱 | I/O | 說明 | 序號 | 名稱 | I/O | 說明 |
1 | 9 | ||||||
2 | 10 | - | |||||
3 | 11 | Extern_#PEx | - | X軸脈衝輸入使能 | |||
4 | Extern_#PEy | Y軸脈衝輸入使能 | 12 | Extern_#PEz | - | Z軸脈衝輸入使能 | |
5 | Extern_#PEu | U軸脈衝輸入使能 | 13 | Extern_PA | - | 脈衝輸入 | |
6 | Extern_PB | 脈衝輸入 | 14 | Extern_+DR | - | 電平驅動輸入 | |
7 | Extern_-DR | 電平驅動輸入 | 15 | Extern_VCC+5.0V | - | ||
8 | |||||||
PCL6045BL晶片介紹
PCL6045BL運動控制晶片，由NPM公司生產，是一種通過匯流排接收CPU命令、並產生脈衝控制步進電機或脈衝驅動型伺服電機的CMOS大規模集成晶片，可提供多種輸出運動控制功能，包括連續、定長、回原點等輸出方式，採用176針QFP封裝，3.3V±10%單電源供電，工作溫度範圍－40℃～70℃。晶片功能豐富、硬體接口和軟體編程簡單、集成度和可*性高，可以廣泛套用於數控工具機、紡織機械、印刷機械、包裝機械、各類切割機、雕刻機、機器人等數控機械的運動控制中。
PCL6045BL是NPM的最高功能脈衝控制晶片。直線插補/圓弧插補、動作中的速度以及目標位置的變更、最高速度的自動修正，停止時振動抑制，軟限位，操作開關直接輸入，多種原點復歸方式，機械系統輸入，伺服電機I/F等多種功能。具備這些豐富的功能，易構建起複雜的運動控制系統。
數據手冊下載：PCL6045B評估板ETH6045D
參數
任意2軸間的圓弧插補、任意2-4軸間直線插補（可實現複數LSI間5軸以上的直線插補）
最高輸出頻率:6.5Mpps
內藏4個/軸UP/DOWN計數器
內藏5個/軸28bit比較器
可實現動作中的速度以及目標位置變更
RoHS對應品★規格
參考時鐘:19.6608MHz
最高輸出頻率:6.5Mpps
速度設定暫存器數:3(FL.FH.FA:補正速度)
速度設定範圍:1~65,535
速度倍率設定範圍:0.1X~100X
加速率設定範圍:1~65,535
減速率設定範圍:1~65,535
目標位置脈衝設定範圍:-134,217,728~134,217,727
減速點設定範圍:0~16,777,2150
U/D計數器:各軸28bits×3和16bits ×1（偏差計數器）
比較器:各軸28bitsx5
編碼器輸入:各軸A,B,Z 相和脫調檢出用A,B相
通用輸入端子:各軸8bits
通用輸出端子:通用端子的輸入、輸出均可設定CPU I/F8/16 bits bus
S曲線加減速控制:S曲線（2次曲線）
次動作用預緩衝器:2段
當前位置計數器0點復歸：有
編碼器並用的原點復歸：有
原點搜尋/原點選出功能：有
IDLING（空轉）脈衝：0～7脈衝
手動脈衝輸入：有
步進電機脫調檢出：有★插補功能
任意2～4軸直線插補、圓弧插補
控制軸數:4軸
PACKAGE：176- pin QFP
PCL6045B評估板ETH6045D參賽
區別點
PCL6045BL 是PCL6045B的替代品，具體差別如下表:
區別點 | PCL6045B | PCL6045BL |
電源供電 | 晶片引腳33,61,100,121,149,161,162,165,166,167，5V輸入 | 晶片引腳33,61,100,121,149,161,162,165,166,167，3.3V輸入 |
功耗 | 相對高 | 相對低 |
輸入輸出(接口) | 輸入信號電平是5V。輸出信號是5v，電流最大8mA。 | 內容說明1 |
動作模式(MOD) | 追加了圓弧插補DUMMY動作(MOD=6Fh) | |
封裝 | 引腳定義相同，尺寸基本相同 | 引腳定義相同，尺寸基本相同 |
軟體 | 兼容 | 兼容 |
內容說明1：輸入信號電平可以是3.3V，也可以是5V（為了整個系統的問題考慮，最好用3.3V電平信號）。輸出信號是3.3V，電流最大6mA。
幾種晶片對比
MCX314AL 是MCX314AS的替代品，3.3V 供電的低電壓版本，PCL6045BL與MCX314AL比較，PCL6045BL形狀尺寸略大點：
1.在性能上，全部是四軸運動晶片，全部是日本進口， 差異小
2.價格上，批發零售PCL6045BL比MCX314AL全部要便宜大概150元人民幣
3.購貨周期上，全部是從日本進貨，這部分周期區別小，可是NPM公司的銷售備貨強一些，所以PCL6045BL對比MCX314AL要輕易購買到，周期更短一些。
4.研發難易程度上，這兩個晶片全部是基於匯流排接口，暫存器控制方式，公開的中文版資料方面，PCL6045BL與MCX314AL各有一本書專門講解，對於明白運動控制的研發人員來說，學習的難易程度是一樣的。
儘管如此，產品方案實施方面，PCL6045BL比MCX314AL的時間更加短，這是由於NPM公司有委託中國區代理開發PCL6045BL評估板，並提供所有授權資料（包括原理圖，PCB，原始碼），比MCX314AL的優勢在於提供硬體圖紙和原始碼（當然是付費的，但價格還比較合理普通單位全部能接受），能給開發單位節省1到2個月的研發時間。
參考文檔：
