西門(mén)子調(diào)速器

西門(mén)子調(diào)速器盡管各種CPU的性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)不同，但所要完成的基本功能相同，從整體上可分為八個(gè)基本的部件：時(shí)鐘發(fā)生器、指令寄存器、累加器、RISCCPU算術(shù)邏輯運(yùn)算單元、數(shù)據(jù)控制器、狀態(tài)控制器、程序控制器、程序計(jì)數(shù)器、地址多路器。狀態(tài)控制器負(fù)責(zé)控制每一個(gè)部件之間的相互操作關(guān)系，具體的結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系如圖1所示。

西門(mén)子調(diào)速器時(shí)鐘發(fā)生器利用外部時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)過(guò)分頻生成一系列時(shí)鐘信號(hào)給CPU中的各個(gè)部件使用。為了保證分頻后信號(hào)的跳變性能，在設(shè)計(jì)中采用了同步狀態(tài)機(jī)的方法。

指令寄存器在觸發(fā)時(shí)鐘clk1的正跳變觸發(fā)下，將數(shù)據(jù)總線送來(lái)的指令存入寄存器中。數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用傳遞數(shù)據(jù)和指令，由狀態(tài)控制器的load_ir信號(hào)負(fù)責(zé)判別。load_ir信號(hào)通過(guò)使能信號(hào)ena口線輸入到指令寄存器。復(fù)位后，指令寄存器被清為零。每條指令為兩個(gè)字節(jié)16位，高3位是操作碼，低13位是地址線。CPU的地址總線為是13位，位尋址空間為8K字節(jié)。本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)總線是8位，每條指令取兩次，每次由變量state控制。

累加器用于存放當(dāng)前的運(yùn)算結(jié)果，是雙目運(yùn)算中的一個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)源。復(fù)位后，累加器的值為零。當(dāng)累加器通過(guò)使能信號(hào)ena口線收到來(lái)自CPU狀態(tài)控制器load_acc信號(hào)后，在clk1時(shí)鐘正跳沿時(shí)就接收來(lái)自數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)。

算術(shù)邏輯運(yùn)算單元根據(jù)輸入的不同的操作碼分別實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的加、與、異或、跳轉(zhuǎn)等基本運(yùn)算。

數(shù)據(jù)控制器其作用是控制累加器的數(shù)據(jù)輸出，由于數(shù)據(jù)總線是各種操作傳送數(shù)據(jù)的公共通道，分時(shí)復(fù)用，有時(shí)傳輸指令，有時(shí)要傳送數(shù)據(jù)。其余時(shí)候，數(shù)據(jù)總線應(yīng)呈高阻態(tài)，以允許其他部件使用。所以，任何部件向總線上輸出數(shù)據(jù)時(shí)，都需要一個(gè)控制信號(hào)的，而此控制信號(hào)的啟、停則由CPU狀態(tài)控制器輸出的各信號(hào)控制決定。控制信號(hào)datactl_ena決定何時(shí)輸出累加器中的數(shù)據(jù)。

地址多路器用于輸出的地址是PC（程序計(jì)數(shù)器）地址還是數(shù)據(jù)/端口地址。每個(gè)指令周期的前4個(gè)時(shí)鐘周期用于從ROM中讀取指令，輸出的應(yīng)是PC地址，后4個(gè)時(shí)鐘周期用于對(duì)RAM或端口的讀寫(xiě)，該地址由指令給出，地址的選擇輸出信號(hào)由時(shí)鐘信號(hào)的8分頻信號(hào)fecth提供。

程序計(jì)數(shù)器用于提供指令地址，以便讀取指令，指令按地址順序存放在存儲(chǔ)器中，有兩種途徑可形成指令地址，一是順序執(zhí)行程序的情況，二是執(zhí)行JMP指令后，獲得新的指令地址。

Allen-BradleyMPL-B430P-MJ74AA是屬于低慣性、高輸出無(wú)刷伺服電機(jī)的MP系列(優(yōu)質(zhì)永磁)的伺服電機(jī)。通過(guò)使用創(chuàng)新的設(shè)計(jì)技術(shù)，它減小了電機(jī)的尺寸，大大提高了轉(zhuǎn)矩。這些緊湊的、動(dòng)態(tài)的無(wú)刷伺服電機(jī)是為了滿足高性能運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的需要而研制的。MP系列通常與Allen-BradleyDynamtix 6000、6200、6500、300和350伺服驅(qū)動(dòng)系列一起使用。MPL-B430P-MJ74AA伺服電機(jī)屬于400 V電壓級(jí)，機(jī)架尺寸為115 mm(4.53 in.)堆棧長(zhǎng)度為76.2毫米(3.0英寸)。電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為5000 RPM和2.2kW。它支持多個(gè)旋轉(zhuǎn)高分辨率編碼器的反饋，這使多達(dá)200萬(wàn)計(jì)數(shù)每革命為精確控制。它還包括一個(gè)鍵控軸延伸(沒(méi)有軸密封)，一個(gè)圓形DIN連接器(直角，180度可旋轉(zhuǎn))和24V直流制動(dòng)器。其轉(zhuǎn)子慣量為0.0004 kg-m2(0.0036磅/秒)，連續(xù)失速轉(zhuǎn)矩為8.25Nm(73磅-英寸)，最大失速轉(zhuǎn)矩為20.3Nm(180磅-英寸)，連續(xù)失速電流(0-峰值)為7安培，峰值失速電流(0-峰值)為21安培。操作溫度范圍為0~40℃(32~104℃)與傳統(tǒng)的伺服電機(jī)相比，MPL-B430P-MJ74AA由于其*的繞組技術(shù)，單位尺寸的扭矩高達(dá)40%。由于其對(duì)繞組絕緣材料的改進(jìn)，使其具有比其它伺服電機(jī)更高的性能，從而提高了電機(jī)的熱管理和傳熱能力。通過(guò)使用高能稀土磁體實(shí)現(xiàn)了更快的加速度.其新的SpeedTEC DIN連接器允許連接器的靈活定位。