【分　 类】 机械与建筑工程
【关 键 词】 LPC2294；MCX314AS；数控系统；机床
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正文：

系统中LPC2294和MCX314AS的复位电路采用上电复位和按键复位相结合（如图3所示）。MCX314AS的复位电压为+5V；LPC2294的复位电压是+3.3V，即，可通过电阻分压来实现。
，从而可得
当时，，考虑到常规电阻没有99K，因此。

图 3 系统的复位电路
Fig. 3  The reset circuit of system
 
MCX314AS内部同步的时钟信号的频率由外部决定 ，本系统采用了MCX314AS默认的16MHz频率作为时钟信号（见图4）。
同时为了更好地掌握MCX314AS的四根轴是否正常工作，在XDRIVE、YDRIVE、ZDRIVE和UDRIVE的引脚上分别接LED指示灯，某个轴被驱动时，相应的指示灯就会亮。

图 4 MCX314AS时钟电路图
Fig. 4  The clock circuit of MCX314AS
 

图 5 MCX314AS和电机驱动器的连接图
Fig. 5  The connection graph of MCX314AS and motor driver
 
数控机床的现场比较复杂，噪声干扰和高频干扰都比较大，需要对输入系统的信号，主要是一些状态信号进行隔离处理（见图5），以确保系统能够高稳定、高精度、高速地运转。驱动输出脉冲通过线性驱动器AM26LS31输出差动信号，考虑到电磁兼容性EMC，驱动脉冲输出信号连接使用屏蔽双绞线，减少传输线上的干扰，提高系统的稳定性和可靠性。通用信号通过缓冲器76LS06集电极开路输出；其他信号通过光耦隔离和RC滤波之后与电机驱动器相连，从而保证系统可以在恶劣的环境中正常高效的工作。考虑到MCX314AS的最大插补速度为4MPPS，即插补频率的最大值为4MHz（插补周期的最小值为250ns），故系统中的光耦上升沿延时时间和下降沿的延时时间的总和应该小于250ns,即。本系统的光耦采用高速光耦TLP2630。高速光耦TLP2630的上升沿延时时间和下降沿延时时间的最大值为75ns，两者的总延时时间的最大值为150ns，即，符合该系统的要求。
 
2．数控系统的软件设计（The software design of NC system）
LPC2294主要完成通信、运行控制算法产生控制指令、MCX314AS的读写操作等多任务。MCX314AS的所有功能都是有特定的寄存器控制，操作MCX314As 对于程序设计来说就是按一定的时序读写其内部的寄存器。MCX314As可“写”的寄存器有：命令寄存器WR0，模式寄存器WR1～3，输出寄存器WR4，插补模式寄存器WR5，数据寄存器WR6～7；可“读”的寄存器有：主状态寄存器RR0，状态寄存器RR1～5，数据寄存器RR6～7。
整个系统的软件编程包括两部分：LPC2294的初始化和MCX314AS的控制程序。LPC2294的初始化主要包括串口的初始化和外部数据总线接口的初始化；MCX314AS的控制程序主要包括软件限位、速度控制、插补模式的选择和相关参数的设置。
 
3．系统功能指标(Function indexes of system)
通过软硬件的结合，本系统可以实现以下主要的功能指标：

• 各种类型的插补：圆弧插补、直线插补、位模式插补和连续插补。其中圆弧插补和直线插补的插补频率范围为1Hz~4MHz，连续插补的最大插补速度为2MPPS。
• 实时监控：在驱动操作的任何一个状态，命令指定的位置、实际位置、驱动速度、加/减速(加速中、定速中、减速中)等状态都可以通过MCX314AS的状态寄存器（RR1、RR2和RR3）读出，传输到触摸屏上显示，从而实现对系统的实时监控。
• 速度控制：MCX314AS可以以较小的误差合成在其频率范围内的任何频率。每根单独的轴还可以被独立的预置为S曲线或梯形加/减速。对于S曲线或梯形加/减速驱动，输出脉冲的频率范围为1Hz~4MHz。驱动脉冲输出的速度可以在不运行的时候自由改变。
• 位置控制和软件限位：通过逻辑比较计数器和实际位置计数器来实现位置控制，两种的比较结果则可以用来实现软件限位。

下面以直线插补的实现为例，软件部分为：
//*****************直线插补********************************************
//两轴直线插补
void LineI2(void)
{outpw(wr5,0x000e);
 outpw(wr7,0x7a);     //高字节
 outpw(wr6,0x1200);   //低字节
 outpw(wr0,0x200);    //使用0x00命令设置Y轴的R：8000000
 outpw(wr6,0x7d0);    //初始速度为2000PPS
 outpw(wr0,0x204);    //使用0x04命令设置SV值
 outpw(wr6,0x7d0);    //驱动速度为2000PPS
 outpw(wr0,0x205);    //使用0x05命令设置V值
 outpw(wr7,0x00);     //高字节
 outpw(wr6,0x190);    //低字节
 outpw(wr0,0x206);    //使用0x02命令设置结束点（Y,Z）=（400，200）
 outpw(wr7,0x00);     //高字节
 outpw(wr6,0xC8);     //低字节
 outpw(wr0,0x406);    //置减速命令
 outpw(wr0,0x030);    //2轴直线插补
 return;
}
 int main (void)
{PINSEL0 = 0x00000005;// 设置I/O连接到UART0
 BCFG2 = 0x1000ffef;
 PINSEL2 = 0X0f814914;
 UART0_Init();
 LineI2();            //两轴直线插补
 DelayNS(100);
 inpw(rr0);           //两轴直线插补的状态信号
 while(1);
 return 0;
}
实验的结果：用示波器观测MCX314AS的YPP，可以观察到周期为500us的方波；两轴直线插补的状态信号为06H，通过LPC2294的串口可以输出到触摸屏上显示；接YDRIVE和ZDRIVE的指示灯亮。
4．结语

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