激光微加工系统及基于DSP+FPGA的控制单元的研究
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2.1 上位机软件平台
本上位机软件基于Visual C++软件平台开发，具有良好的图形化界面，图2为软件界面。采用面向对象的设计思想，以功能模块为单元的开发，有利于程序的维护和升级。实现的功能包括：利用绘图控件，在软件窗口内绘制简单的加工图形；实现图形文件的解析，如dxf格式的文件，把图形显示在软件窗口中；把图形按照加工算法分解为直线段，生成本系统的加工数据；加工参数的设置和通信功能。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/191783.htm
软件在后台运算中，以直线段为基本单位对图形进行分解。对于曲线，则先将其分为许多直线段的拟合，然后按照直线段进行分解。加工路径也有两种选择方式：可以按照手动选取直线段的方式排序，也可按照系统默认路径选择算法，由里向外、寻找最短路径的方式，规划出加工图形的加工路径。将这些加工数据和设定的加工速度、激光能量、脉冲重复率等参数一起，根据预先设定的数据格式传输给下位机。
2.2 下位机硬件系统
下位机硬件系统是以DSP和FPGA为核心的控制单元。为了减少通信的数据量，上位机软件平台仅仅完成对图形的简单解析，大量的数据处理工作由DSP来完成，通过对图形数据和加工参数的接收处理，生成X/Y方向的速度、方向、加工时间(对应直线段的长度)和激光的参数。FPGA用来实现对运动平台的控制。图3为硬件系统的原理框图。
DSP采用TI公司的TMS320VC5501定点型处理器。该芯片主频最高为300 MHz，存储空间为16 KB，支持SDRAM的接口和低内核电压，内部集成2个乘法器，每个乘法器在单周期可执行17位的乘法运算，满足微加工系统对数据处理方面的要求。DSP实现的主要工作：与上位机通信；对图形数据进行存储与读取；对图形数据进行计算处理，生成符合FPGA工作的加工数据格式；把加工数据存储到FPGA加工数据区。
SDRAM用来存储上位机发送来的动态图形数据。当开始加工时，DSP从SDRAM中读取图形数据，按照步进电机的控制算法，对每一条直线段进行处理。同时通过RS232串口改变激光的工作模式、能量和脉冲重复率等参数，并控制激光器的出光。FLASH存储器用来存放DSP程序，每次上电后，程序自动由FLASH加载到DSP内存。CPLD作为DSP的桥路来连接其他器件。
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