基于PC運(yùn)動(dòng)控制板卡的交流伺服控制系統(tǒng)課件

5基于PC運(yùn)動(dòng)控制板卡的交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)5.1

開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)5.2

PMAC運(yùn)動(dòng)控制器5.3

PCI運(yùn)動(dòng)控制卡設(shè)計(jì)基于PC的伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是一種開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，可以充分利用PC機(jī)的資源和第三方軟件資源完成用戶應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，將生成的應(yīng)用程序指令通過(guò)PC并行總線傳送給運(yùn)動(dòng)控制器，運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)來(lái)自PC機(jī)的應(yīng)用程序命令，按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)模式，向驅(qū)動(dòng)器發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，完成相應(yīng)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。5.1開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)軟件功能模塊數(shù)控裝置控制模塊管理模塊電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制位置運(yùn)動(dòng)控制插補(bǔ)計(jì)算刀補(bǔ)計(jì)算速度處理G功能處理監(jiān)控處理中斷處理PLC處理誤差補(bǔ)償數(shù)控軟件功能模塊電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制插補(bǔ)計(jì)算刀補(bǔ)計(jì)算監(jiān)控處理中斷處理勻速控制加/減速控制直線、圓弧插補(bǔ)螺旋線、空間插補(bǔ)刀具半徑補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償鍵盤(pán)處理顯示處理報(bào)警處理急停處理部分控制模塊功能

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，暴露出許多自身固有的缺陷。最大的問(wèn)題是，這些數(shù)控系統(tǒng)都是專門(mén)設(shè)計(jì)的，它們具有不同的編程語(yǔ)言、非標(biāo)準(zhǔn)的人機(jī)接口、多種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、非標(biāo)準(zhǔn)的硬件接口等，這些缺陷造成了數(shù)控系統(tǒng)使用和維護(hù)的不便，也限制了數(shù)控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

為了解決這些問(wèn)題，人們提出了“開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)”的概念。這個(gè)概念最早見(jiàn)于1987年美國(guó)的NGC(NextGenerationController)計(jì)劃，NGC控制技術(shù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)基于相互操作和分級(jí)式的軟件模塊的“開(kāi)放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（SOSAS）”找到解決問(wèn)題的辦法。一個(gè)開(kāi)放式的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)能夠使供應(yīng)商為實(shí)現(xiàn)專門(mén)的最佳方案去定制控制系統(tǒng)。2、開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)（2）開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式：PC連接型NC即將現(xiàn)有原型CNC與PC用通用串行線直接相連的一種組成形式:DNCPC嵌入型NC即在傳統(tǒng)的專用數(shù)控機(jī)床中嵌入PC技術(shù)，PC與CNC之間用專用總線連接。－８４０系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)控制器+PC型即在通用PC的擴(kuò)展槽中插入運(yùn)動(dòng)控制卡，完全采用以PC為硬件平臺(tái)的數(shù)控系統(tǒng)。－PMAC運(yùn)動(dòng)控制器全軟件型NC即完全采用PC的全軟件形式的數(shù)控系統(tǒng)。NC的全部功能處理全由PC進(jìn)行，并通過(guò)裝在PC擴(kuò)展槽中的接口卡等進(jìn)行控制。STEP-NC（3）PC嵌入型NC即在傳統(tǒng)的專用數(shù)控機(jī)床中嵌入PC技術(shù)，PC與CNC之間用專用總線連接。其優(yōu)點(diǎn)是原型CNC幾乎可以不加改動(dòng)的使用，且數(shù)據(jù)傳送速度快、系統(tǒng)響應(yīng)快。其目的是增加數(shù)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)功能，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和大規(guī)模數(shù)據(jù)處理。如FANUC公司的150/160/180/210系統(tǒng)、Siemens840D系統(tǒng)、Num1060系統(tǒng)、AB9/360等數(shù)控系統(tǒng)。（4）軟件數(shù)控它的CNC軟件全部裝在計(jì)算機(jī)中，而硬件部分僅是計(jì)算機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)和外部I/O之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口。目前由于存在著操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性及系統(tǒng)穩(wěn)定性等問(wèn)題，這種系統(tǒng)目前正處于探求階段，還沒(méi)有大規(guī)模投入到實(shí)際的應(yīng)用中。目前全軟件型NC的典型產(chǎn)品有美國(guó)MDSI公司的OpenCNC、德國(guó)PowerAutomation公司的PA8000NT等。計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器基本模塊I/O模塊PCI總線數(shù)控系統(tǒng)（運(yùn)動(dòng)控制器）伺服驅(qū)動(dòng)器開(kāi)關(guān)量I/O其它I/O伺服輔助控制信號(hào)運(yùn)動(dòng)控制指令位置反饋伺服電機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器5.1.2

基于運(yùn)動(dòng)控制器的數(shù)控系統(tǒng)（功能概圖）5.1.2

基于運(yùn)動(dòng)控制器的數(shù)控系統(tǒng)（PCI總線）數(shù)控裝置控制模塊管理模塊電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制位置運(yùn)動(dòng)控制插補(bǔ)計(jì)算刀補(bǔ)計(jì)算速度處理G功能處理監(jiān)控處理中斷處理PLC處理誤差補(bǔ)償5.1.2

基于運(yùn)動(dòng)控制器的數(shù)控系統(tǒng)（軟件系統(tǒng)）1、PMAC運(yùn)動(dòng)控制器結(jié)構(gòu)基于PC（它本身也是一臺(tái)計(jì)算機(jī)）可控制各類電機(jī)—步進(jìn)，交/直流服，線性電機(jī)，液壓伺服.可接受各類反饋—增量絕對(duì)碼盤(pán)，光柵尺，激光干涉儀，電位計(jì)，磁致伸縮傳感器，旋轉(zhuǎn)變壓器等.多總線結(jié)構(gòu)—PC，VME，STP，PCI，104，MACRO.一卡可同時(shí)控制8個(gè)軸，可擴(kuò)展到128個(gè)軸連動(dòng).后臺(tái)PLC可擴(kuò)展到1024點(diǎn).可獨(dú)立運(yùn)行RS-232，422由主機(jī)通過(guò)接口或總線發(fā)送指令在板DPRAM選項(xiàng)在板A/D轉(zhuǎn)換選項(xiàng)32位在板I/OPWM,DAC輸出模式2、PMAC的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)3、PMAC系列運(yùn)動(dòng)控制器

一、執(zhí)行運(yùn)動(dòng)程序1.PMAC在某一時(shí)間執(zhí)行一個(gè)運(yùn)動(dòng),并執(zhí)行有關(guān)運(yùn)動(dòng)的所有計(jì)算2.PMAC總是在實(shí)際運(yùn)動(dòng)之前,正確地調(diào)和即將執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)二、執(zhí)行PLC程序1.以處理器允許的時(shí)間盡可能快的掃描PLC程序2.PLC適用于某些異步于運(yùn)動(dòng)程序的運(yùn)動(dòng)過(guò)程三、伺服環(huán)更新1.對(duì)于每一個(gè)電機(jī)，PMAC都以一個(gè)固定頻率（2KH左右）自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行伺服更新2.伺服環(huán)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)者編寫(xiě)程序公式，從當(dāng)前的實(shí)際位置和指令位置增加指令的數(shù)值四、換相更新1.PMAC以9KHZ的頻率自動(dòng)進(jìn)行換向計(jì)算和控制；2.PMAC測(cè)量并估算轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)定向，然后處理電機(jī)的相之間的指令1）PMAC的功能五、資源管理1.常規(guī)管理定期自動(dòng)執(zhí)行資源管理功能，以確認(rèn)誰(shuí)正常2.報(bào)警跟隨誤差限制、硬件超程限制、軟件超程限制、放大器報(bào)警3.看門(mén)狗的更新在每個(gè)PLC掃描之間,PMAC執(zhí)行上述任務(wù)保證自身的正常更新，如果這些功能不能在最小的頻率內(nèi)檢測(cè)，卡上的看門(mén)狗將報(bào)警六、與主機(jī)通信

1.隨時(shí)與上位機(jī)實(shí)時(shí)通訊，甚至在一個(gè)運(yùn)動(dòng)序列中間；

2.將命令放入一個(gè)程序緩沖區(qū)以便以后執(zhí)行；

3.如果命令非法則將向上位機(jī)主機(jī)報(bào)錯(cuò)。七、任務(wù)優(yōu)先級(jí)1.任務(wù)是按照優(yōu)先級(jí)電路組織起來(lái)，使應(yīng)用程序以最優(yōu)化、高效、安全的運(yùn)行2.優(yōu)先級(jí)是固定的，但是他們的頻率時(shí)可以由用戶控制的1）PMAC的功能

1.機(jī)床---磨床/車床/銑床/電加工/攻絲2.檢驗(yàn)---半導(dǎo)體/機(jī)械3.噴涂---混合涂料和噴涂4.焊接---機(jī)械/半導(dǎo)體5.印刷---快速印刷6.張力控制---織物處理7.食品加工---混合/分切/處理8.包裝---塑料/食品9.材料處理---半導(dǎo)體貼片加工10.車輛控制---汽車/電車/叉車攝像控制---遠(yuǎn)距離控制機(jī)器人---3到6軸抓舉和搬運(yùn)通用自動(dòng)化---輸運(yùn)帶/同步控制2）PMAC的應(yīng)用領(lǐng)域硬件軟件設(shè)置及定義系統(tǒng)編程接線判斷連接M變量?jī)?nèi)存圖定義坐標(biāo)系設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)編寫(xiě)和調(diào)試程序4）PMAC的應(yīng)用系統(tǒng)建立5）PMAC的指令

初始化和變量設(shè)置提前定義其含義有的影響卡的全局有的是電機(jī)的定義有的是坐標(biāo)系的定義有的是編碼器的定義1.I-變量(1024)

用戶定義的變量

48-bit浮點(diǎn)格式全局存取(與坐標(biāo)系無(wú)關(guān))2.P-變量(1024)Ix20加速時(shí)間(Jog,Home)Ix21S-曲線加速時(shí)間(Jog,Home)6）受控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式7）通過(guò)設(shè)置I變量可以控制以下典型P.I.D伺服環(huán)FollowingError跟隨誤差CommandedPosition指令位置ActualPosition實(shí)際位置=-P(proportionalgain比例增益)Ix30Spring剛性，剛度I(integralgain積分增益)Ix33D(derivativegain微分增益)Ix31ShockAbsorber

減震，吸收8）重要P變量及其功能P變量是用戶全局變量，可用于PMAC編程中的計(jì)算48位浮點(diǎn)形式

1024P變量從P0toP1023可用于:1.計(jì)算

P100=P101*(sin(45))2.軟件觸發(fā)

IF(M1!=1ANDP10=0)利用P變量及DSP進(jìn)行大量運(yùn)算OPENPROG1CLEARWHILE(1=1)IF(P1>0)P2=SIN(P1)+COS(P1)p3=2IF(P1>3) P2=SIN(P1)+COS(P1)P3=2

ww

IF(P1>99)P2=SIN(P1)+COS(P1)p3=99ENDIFww

ENDIFENDIFX2000P1=P1+1ENDWHILECLOSE8）用戶定義坐標(biāo)系允許定義的軸:

X,Y,Z,U,V,W,A,B,CX,Y,Z:傳統(tǒng)上的主要直線軸U,V,W:傳統(tǒng)上的第二直線軸A,B,C:傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸(A圍繞X,B圍繞Y,C圍繞Z)位置翻轉(zhuǎn)(Ix27)將電機(jī)和坐標(biāo)軸綁定#1->X#2->Y#3->Z笛卡爾坐標(biāo)軸可以是直線軸電機(jī)的組合:#1->A11X+A12Y+A13Z+B1#2->A21X+A22Y+A23Z+B2#3->A31X+A32Y+A33Z+B3這樣允許坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)和平移，可推廣到更多軸的方式9）編寫(xiě)PMAC運(yùn)動(dòng)程序運(yùn)動(dòng)指令

X1000Y2000Z3000 U(P1*3.14159)V(20*SIN(Q6)) DWELL,DELAY模態(tài)指令

ABS,INC,FRAX,NORMAL LINEAR,RAPID,CIRCLEn,SPLINEn,PVT TA,TS,TM,F變量賦值

{variable}={expression}邏輯控制表達(dá)式

N,O,GOTO,GOSUB,CALL,RETURN G,M,T,D(specialCALLstatements) IF,ELSE,ENDIF,WHILE,ENDWHILE輔助表達(dá)式

COMMAND,SEND,DISPLAY ENABLEPLC,DISABLEPLCLogicOperators邏輯操作符

& (bitbybitAND) | (bitbybitOR) ^ (bitbybitExclusiveOR)Comparators比較符

= (equalto) != (notequalto) > (greaterthan) !> (notgreaterthan;lessthanorequalto) < (lessthan)

Functions函數(shù)（計(jì)算）

SIN,COS,TAN,ASIN,ACOS,ATAN,ATAN2, SQRT,LN,EXP,ABS,INT9）編寫(xiě)PMAC運(yùn)動(dòng)程序PMAC程序結(jié)構(gòu)建立一個(gè)程序:CLOSE;關(guān)閉所有緩存區(qū)DELGAT;清除緩存區(qū)數(shù)據(jù)&n ；坐標(biāo)系定義#{motor}->{axisscaling}{axis} ；綁定電機(jī)于坐標(biāo)系OPENPROGnCLEAR ；打開(kāi)（新建）一個(gè)程序……………… 電機(jī)運(yùn)動(dòng)命令及數(shù)學(xué)運(yùn)算，邏輯判斷…………CLOSE ；程序結(jié)束從內(nèi)存中刪除一個(gè)程序OPENPROGnCLEARCLOSE9）編寫(xiě)PMAC運(yùn)動(dòng)程序Example:*********************Set-upandDefinitions*********************DELGAT ;Eraseanydefinedgatherbuffer&1 ;CoordinateSystem1CLOSE ;Makesureallbuffersareclosed#1->X ;Assignmotor1totheX-axis-1programunit ;ofXis1encodercountofmotor#1*********************MotionProgramText*************************OPENPROG1 ;Openbufferforprogramentry,Program#1CLEAR ;EraseexistingcontentsofbufferLINEAR ;BlendedlinearinterpolationmovemodeABS ;Absolutemode-movesspecifiedbypositionTA500 ;Set1/2sec(500msec)accelerationtimeTS0 ;SetnoS-curveaccelerationtimeF5000 ;Setfeedrate(speed)of5000units(cts)/secX10000 ;MoveX-axistoposition10000DWELL500 ;Stayinpositionfor1/2sec(500msec)X0 ;MoveX-axistoposition0CLOSE ;Closebuffer-endofprogramTorunthisprogram:&1B1R ;Coord.System1,pointtoBeginningofProgram1,Run9）編寫(xiě)PMAC運(yùn)動(dòng)程序10）PMAC運(yùn)動(dòng)程序執(zhí)行PMAC程序的運(yùn)行模式:在線命令方式執(zhí)行PMAC運(yùn)動(dòng)指令(命令行方式)下載到PMAC緩沖區(qū)內(nèi),再發(fā)送運(yùn)行命令方式開(kāi)始一個(gè)程序指向一個(gè)坐標(biāo)系，用在線指令:&n用在線指令指向程序:Bn用在線指令運(yùn)行:Ror<CTRL-R>停止程序用在線指令指向坐標(biāo)系:&n用在線指令:Q,S,A,or<CTRL-Q>,<CTRL-S>,<CTRL-A>,<CTRL-K>CNC的任務(wù)通?？煞譃閮纱箢悾?。管理任務(wù)主要承擔(dān)系統(tǒng)資源管理和系統(tǒng)各子任務(wù)的調(diào)度，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的程序管理、顯示、診斷等子任務(wù)；控制任務(wù)主要完成CNC的基本功能：譯碼、刀具補(bǔ)償、速度預(yù)處理、插補(bǔ)運(yùn)算、位置控制等任務(wù)。CNC裝置在工作中這些任務(wù)不是順序執(zhí)行的，而往往需要多任務(wù)并行處理。

如：11）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)管理任務(wù)和控制任務(wù)a)CNC的操作系統(tǒng)(1)當(dāng)機(jī)床正在加工時(shí)(執(zhí)行控制任務(wù))，要實(shí)時(shí)顯示加工狀態(tài)(管理任務(wù))。這是控制任務(wù)與管理的并行；(3)在控制任務(wù)中更是如此，為了保證加工的連續(xù)性，刀具補(bǔ)償、速度處理、插補(bǔ)運(yùn)算以及位置控制必須同時(shí)不間斷執(zhí)行。(2)在管理任務(wù)中也是如此，當(dāng)用戶將程序送人系統(tǒng)時(shí)，需要實(shí)時(shí)顯示輸入的內(nèi)容；

一般地，CNC裝置通常采用循環(huán)調(diào)度和優(yōu)先搶占調(diào)度相結(jié)合的方法來(lái)解決上述問(wèn)題的。

假定某CNC裝置軟件將其功能僅分為三個(gè)任務(wù)：位置控制、插補(bǔ)運(yùn)算和背景程序。位置控制優(yōu)先級(jí)最高，插補(bǔ)運(yùn)算其次，背景程序相對(duì)最低。系統(tǒng)規(guī)定：位置控制任務(wù)每4ms執(zhí)行一次，插補(bǔ)運(yùn)算8ms執(zhí)行一次，則兩個(gè)任務(wù)都由定時(shí)中斷激活。當(dāng)位置控制和插補(bǔ)運(yùn)算都不執(zhí)行時(shí)便執(zhí)行背景程序，正因?yàn)槿绱瞬欧Q其為“背景”程序。系統(tǒng)的運(yùn)作是：在完成初始化后，自動(dòng)進(jìn)入背景程序，在背景程序中采用循環(huán)調(diào)度的方式，輪流反復(fù)地執(zhí)行各個(gè)子任務(wù)。優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)(如位置控制或插補(bǔ)運(yùn)算任務(wù))可以隨時(shí)中斷背景程序的運(yùn)行。同樣位置控制也可中斷插補(bǔ)運(yùn)算的運(yùn)行。初始化顯示譯碼刀補(bǔ)I/O…循環(huán)調(diào)度優(yōu)先搶占調(diào)度b)WindowsOS的限制非實(shí)時(shí)

(非決策)應(yīng)用程序不能進(jìn)入I/O層面有時(shí)驅(qū)動(dòng)不穩(wěn)定

(不適用于工業(yè)使用)

雖然real-time與快速反應(yīng)看似相同但不同。其區(qū)別在于固定的時(shí)間之內(nèi)是否可能一定完成被預(yù)定的處理。雖然,經(jīng)過(guò)使用高速CPU,OS的輪轉(zhuǎn)時(shí)間(反應(yīng)速度)被改善,它卻不一定意味著它接近real-time控制。real-time是在固定的時(shí)間之內(nèi),所有的100個(gè)任務(wù)可完成100次.如果它能完成99次,但1次沒(méi)完,它不能叫作real-time。實(shí)際上,既使在低速CPU上,real-time控制仍可實(shí)現(xiàn),因此OS結(jié)構(gòu)比CPU速度更重要。

c)INtime的結(jié)構(gòu)Pentium級(jí)Windows

執(zhí)行Windows內(nèi)核Windows硬件抽像化層Win32程序Win32API’sWindows硬件任務(wù)實(shí)時(shí)內(nèi)核實(shí)時(shí)硬件任務(wù)實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)NT優(yōu)先級(jí)最高級(jí)最低級(jí)最高級(jí)最低級(jí)實(shí)時(shí)程序INtimeAPI’s用戶模式

-ring3

內(nèi)核模式

-ring0d)PMAC的任務(wù)調(diào)度PMACTasksAsanexample,a40MHzPMACcouldperformthefollowingtaskswiththeestimatedpercentageofthetotalcomputationalpowerasindicated:PLCPLC主機(jī)命令響應(yīng)安全檢測(cè)/看門(mén)狗主機(jī)命令響應(yīng)安全檢測(cè)/看門(mén)狗1~8軸運(yùn)動(dòng)規(guī)劃1~8軸伺服更新1~8軸電流換向低優(yōu)先級(jí)高優(yōu)先級(jí)1、總線的分類與層次1)系統(tǒng)總線：是微處理器芯片對(duì)外引線信號(hào)的延伸或映射，是微處理器與片外存儲(chǔ)器及I/0接口傳輸信息的通路。系統(tǒng)總線信號(hào)按功能可分為三類：地址總線（Where）：指出數(shù)據(jù)的來(lái)源與去向。地址總線的位數(shù)決定了存儲(chǔ)空間的大小。數(shù)據(jù)總線（What）提供模塊間傳輸數(shù)據(jù)的路徑，數(shù)據(jù)總線的位數(shù)決定微處理器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度及總體性能?？刂瓶偩€（When）：提供系統(tǒng)操作所必需的控制信號(hào)，對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行控制與定時(shí)。5.3.1PC機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制卡的信息交換5.3

PCI運(yùn)動(dòng)控制卡設(shè)計(jì)MPURAMROMI/O接口外設(shè)ABDBCB地址總線AB、數(shù)據(jù)總線DB、控制總線CB2)擴(kuò)充總線：亦稱設(shè)備總線，用于系統(tǒng)I/O擴(kuò)充。與系統(tǒng)總線工作頻率不同，經(jīng)接口電路對(duì)系統(tǒng)總統(tǒng)信號(hào)緩沖、變換、隔離，進(jìn)行不同層次的操作（ISA、EISA、MCA)3)局部總線：擴(kuò)充總線不能滿足高性能設(shè)備（圖形、視頻、網(wǎng)絡(luò)）接口的要求，在系統(tǒng)總線與擴(kuò)充總線之間插入一層總線。由于它經(jīng)橋接器與系統(tǒng)總線直接相連，因此稱之為局部總線（PCI）。2、PCI總線主要性能

總線時(shí)鐘頻率：33.3MHz/66MHz

帶寬：時(shí)鐘頻率33.3MHz

位寬32位時(shí)為133MB/s，位寬64位時(shí)為266MB/s

時(shí)鐘頻率66MHz

位寬32位時(shí)為266MB/s，位寬64位時(shí)為532MB/s

總線寬度：32位（5V）/64位（3.3V）時(shí)鐘同步方式獨(dú)立于處理器與CPU及時(shí)鐘頻率無(wú)關(guān)支持突發(fā)式讀寫(xiě)方式，提供首地址即可順序讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。支持并發(fā)操作，CPU和PCI可并行工作。PCI控制器能自動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)緩沖區(qū)到外設(shè)的傳輸，無(wú)須CPU干預(yù)。支持總線主控技術(shù)。允許主控部件（智能設(shè)備或多處理器中任一處理器）取得總線控制權(quán)，加速數(shù)據(jù)傳輸。具有自動(dòng)配置功能，支持即插即用。

3、PCI總線的引腳PCI總線支持32位和64位接口卡，64位卡有94個(gè)接插點(diǎn)，32位卡僅有接插點(diǎn)1~62

----------------------------------------------------------------|PCIComponentSide(sideB)||||||optional||____mandatory32-bitpins64-bitpins_____||___|||||||||||||||||||||||||||--|||||||--||||||||||||||^^^^^^^^b01b11b14b49b52b62b63b94PCI總線引線示意圖“#”：表示低電平有效，否則為高電平有效系統(tǒng)信號(hào)

CLK:系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。為所有處理提供定時(shí)，在時(shí)鐘的上升沿采樣總線上各信號(hào)線的信號(hào)。CLK的頻率稱為PCI總線的工作頻率，為33MHz。

RST#:復(fù)位信號(hào)。用來(lái)使PCI所有的特殊寄存器、定序器和信號(hào)恢復(fù)初始狀態(tài)。地址和數(shù)據(jù)信號(hào)

AD[31::00]地址和數(shù)據(jù)共用相同的PCI引腳。FRAME#有效時(shí)是地址期，IRDY#與TRDY#同時(shí)有效時(shí)是數(shù)據(jù)期。一個(gè)PCI總線傳輸事務(wù)包含了一個(gè)地址信號(hào)期和接著的一個(gè)(或多個(gè))數(shù)據(jù)期。

C/BE[3::0]總線命令和字節(jié)使能多路復(fù)用信號(hào)。在地址期,定義總線命令;在數(shù)據(jù)期,用作字節(jié)使能。

PAR奇偶校驗(yàn)信號(hào)。它通過(guò)AD[31::00]和C/BE[3::0]進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。接口控制信號(hào)

FRAME#:當(dāng)一個(gè)主控設(shè)備請(qǐng)求總線時(shí)，采樣FRAME#、IRDY#，若均為無(wú)效電平，并且同一時(shí)鐘的上升沿GNT#為有效電平，就認(rèn)定以獲得總線控制權(quán)。在主控設(shè)備發(fā)起傳輸時(shí)，將FRAME#驅(qū)動(dòng)為有效電平，并一直保持，直到開(kāi)始傳輸最后一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)將FRAME#驅(qū)動(dòng)為無(wú)效電平。

IRDY#:主設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)。當(dāng)與TRDY#同時(shí)有效時(shí),數(shù)據(jù)能完整傳輸。在寫(xiě)周期,IRDY#指出數(shù)據(jù)已在AD[31::00]上;在讀周期,IRDY#指示主控器準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。

TRDY#:從設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)。預(yù)示從設(shè)備準(zhǔn)備完成當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸。在讀周期,TRDY#指示數(shù)據(jù)變量已在AD[31::0]中;在寫(xiě)周期,指示從設(shè)備準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。

STOP#:從設(shè)備要求主設(shè)備停止當(dāng)前數(shù)據(jù)傳送。

LOCK#:鎖定信號(hào)。用于鎖定目標(biāo)存儲(chǔ)器地址。

IDSEL:初始化設(shè)備選擇。在參數(shù)配置讀寫(xiě)傳輸期間,用作設(shè)備配置寄存器的片選信號(hào)。

DEVSEL#:設(shè)備選擇信號(hào)。該信號(hào)有效時(shí),表明總線上某設(shè)備被選中。仲裁信號(hào)

REQ#:總線占用請(qǐng)求信號(hào)。任何主控器都有它自己的REQ#信號(hào)。

GNT#:總線占用允許信號(hào),指明總線占用請(qǐng)求已被響應(yīng)。任何主設(shè)備都有自己的GNT#。總線命令總線命令在地址期

C/BE[3::0]#線有效時(shí)被譯碼，表明事務(wù)的類型0000中斷確認(rèn)中斷識(shí)別命令0001特殊周期提供在PCI上的簡(jiǎn)單廣播機(jī)制0010I/O讀從I/O口地址中讀數(shù)據(jù)0011I/O寫(xiě)向I/O地址空間寫(xiě)數(shù)據(jù)0110存儲(chǔ)器讀從內(nèi)存空間中讀出數(shù)據(jù)0111存儲(chǔ)器寫(xiě)向內(nèi)存空間寫(xiě)入數(shù)據(jù)1100多重存儲(chǔ)器讀只要FRAME#有效,就應(yīng)保持存儲(chǔ)器管道連續(xù),以便大量傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸Master置REQ#仲裁器許可（GNT#）FRAME#,AD放slave地址，C/BE#放命令信號(hào)地址譯碼，slave置DEVSEL#IRDY#，TRDY#AD放數(shù)據(jù)master只剩最后一組數(shù)據(jù)時(shí)將FRAME#置高放開(kāi)IRDY#釋放總線控制權(quán)數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸由啟動(dòng)方（主控）和目標(biāo)方（從控）共同完成所有事件在時(shí)鐘下降沿同步，在時(shí)鐘上升沿對(duì)信號(hào)線采樣系統(tǒng)時(shí)鐘標(biāo)志傳輸開(kāi)始與結(jié)束地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線命令/字節(jié)使能信號(hào)master可以傳輸數(shù)據(jù)標(biāo)志slave可以傳輸數(shù)據(jù)標(biāo)志slave發(fā)現(xiàn)自己被尋址時(shí)置低應(yīng)答#a.總線主控設(shè)備獲得總線控制權(quán)后，將FRAME#驅(qū)動(dòng)至有效電平，開(kāi)始此次傳輸。同時(shí)啟動(dòng)方將目標(biāo)設(shè)備的地址放在AD總線上，命令放在C/BE#線上。b.目標(biāo)設(shè)備從地址總線上識(shí)別出。c.啟動(dòng)方停止啟動(dòng)AD總線，同時(shí)改變C/BE#線上的信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)IRDY#至有效電平，表示已作好接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備。系統(tǒng)時(shí)鐘標(biāo)志傳輸開(kāi)始與結(jié)束地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線命令/字節(jié)使能信號(hào)master可以傳輸數(shù)據(jù)標(biāo)志slave可以傳輸數(shù)據(jù)標(biāo)志slave發(fā)現(xiàn)自己被尋址時(shí)置低應(yīng)答#d.目標(biāo)設(shè)備將DEVSEL#驅(qū)動(dòng)至有效電平，將被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)放在AD總線上，并將TRDY#至有效電平,表示總線上的數(shù)據(jù)有效。e.啟動(dòng)方讀數(shù)據(jù)。f.目標(biāo)設(shè)備未準(zhǔn)備好傳送第二個(gè)數(shù)據(jù)塊，因此將TRDY#驅(qū)動(dòng)至無(wú)效電平。系統(tǒng)時(shí)鐘標(biāo)志傳輸開(kāi)始與結(jié)束地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線命令/字節(jié)使能信號(hào)master可以傳輸數(shù)據(jù)標(biāo)志slave可以傳輸數(shù)據(jù)標(biāo)志slave發(fā)現(xiàn)自己被尋址時(shí)置低應(yīng)答#g.第6個(gè)時(shí)鐘，目標(biāo)方已將第三個(gè)數(shù)據(jù)塊放到數(shù)據(jù)總線上，但啟動(dòng)方未準(zhǔn)備好，故因此將IRDY#驅(qū)動(dòng)至無(wú)效電平。i.啟動(dòng)方知道第三個(gè)數(shù)據(jù)塊是要傳輸?shù)淖詈笠粋€(gè)，將FRAME#驅(qū)動(dòng)至無(wú)效電平，停止目標(biāo)方，同時(shí)將IRDY#驅(qū)動(dòng)至有效電平，完成接收。j.啟動(dòng)方將IRDY#驅(qū)動(dòng)至無(wú)效電平，總線回到空閑狀態(tài)。系統(tǒng)時(shí)鐘標(biāo)志傳輸開(kāi)始與結(jié)束地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線命令/字節(jié)使能信號(hào)master可以傳輸數(shù)據(jù)標(biāo)志slave可以傳輸數(shù)據(jù)標(biāo)志slave發(fā)現(xiàn)自己被尋址時(shí)置低應(yīng)答#4、雙口RAM：快速雙向數(shù)據(jù)交換通道

要實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制卡之間的數(shù)據(jù)傳送，必須在PC機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制卡之間建立起雙向的數(shù)據(jù)交換通道，雙口RAM是一種性能優(yōu)良的快速通信器件，適用于多CPU分布式系統(tǒng)及高速數(shù)字系統(tǒng)的場(chǎng)合。它提供了兩路完全獨(dú)立的端口，每個(gè)端口都有完整的地址、數(shù)據(jù)、控制線。對(duì)器件兩邊的使用者而言，它與一般RAM并無(wú)大的區(qū)別，只有在兩邊同時(shí)讀寫(xiě)同一地址單元時(shí)，才發(fā)生爭(zhēng)用現(xiàn)象，利用雙口RAM提供的指示信號(hào)，采用合適的通信規(guī)則，可以避免爭(zhēng)用，實(shí)行快速數(shù)據(jù)交換。

上位PC機(jī)與單片機(jī)8031之間選用2KX8位的帶中斷請(qǐng)求信號(hào)INT和忙信號(hào)BUSY的IDT71321I/O尋址控制11位地址線8位數(shù)據(jù)線IDT71321提供了硬件判優(yōu)和中斷判優(yōu)兩種方式，分別利用INT和BUSY引腳信號(hào)。當(dāng)兩端口爭(zhēng)用同一地址單元式，由片內(nèi)硬件電路，根據(jù)兩邊的地址、片選、讀寫(xiě)信號(hào)到達(dá)的