基于FPGA的數字積分法插補控制器設計與實現
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(2)位置計數器
位置計數器有3個寄存器，分別對應于三個軸。其初始值為需要插補的脈沖數目。當積分器每輸出一個脈沖，計數器便做減“1”。當位置計數器為零時，則表示到達終點坐標位置，插補結束。
(3)插補積分器
插補積分器是直線插補的核心模塊，由余數寄存器和被積函數寄存器構成。被積函數寄存器中存放由數據緩存器提供的終點坐標值，每當脈沖源發出1個插補迭代脈沖時，被積函數寄存器與余數寄存器的值累加1次，并將累加結果存放余數寄存器中，當累加結果超出余數寄存器容量(216)時，溢出1個脈沖。經過N=216次累加后，每個坐標軸的溢出脈沖總數就等于該坐標的被積函數值。在余數寄存器的容量一定的情況下，其輸出脈沖頻率與終點坐標值的大小成正比。控制器采用三軸聯動，則同時有3個積分器同時進行插補運算。在該插補控制器的設計中，采用有限狀態機的原理完成直線插補的實現，如圖2所示，共有3個狀態存在：本文引用地址：http://www.104case.com/article/190545.htm
(1)狀態IDLE：空閑狀態，等待插補信號；
(2)狀態S1：剩余插補脈沖數寄存；
(3)狀態S2：積分累加狀態。
其工作過程為：當沒有啟動信號時，系統繼續保持在空閑狀態IDLE；當有啟動信號start時，系統則從數據緩存器中讀入初始數據，將插補脈沖數寄存在狀態S1中，若插補脈沖數不為零則轉至積分累加狀態S2中，在此狀態中將被積函數寄存器的值與余數寄存器的值進行累加，結果送余數寄存器，若有脈沖溢出，則轉入狀態S1，此時輸出插補脈沖，且狀態S1中剩余脈沖數減“1”；若無脈沖溢出，則狀態S2繼續進行積分累加。最終，狀態S1中的剩余脈沖為零時，返回空閑狀態，插補結束。
數字積分法直線插補運用硬件描述語言VerilogHDL進行程序編寫的流程圖如圖3所示。
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