一種高性價比的六自由度動作采集板的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高性價比的六自由度動作采集板，該采集板硬件電路主要由CPU、電源電路、模擬輸入、驅(qū)動、串口通信、RS485通訊、連接器這幾部分組成；CPU部分采用了LPC1113FBD48芯片，是最新一代的ARM 32位Crotex?M0的內(nèi)核處理器，調(diào)整48pin的32bit ARM芯片，工作頻率最高可達50MHZ。PLC113FBD48具有獨特的片內(nèi)API驅(qū)動功率配置模型，向用戶提供即時可用的電源管理模板，用于優(yōu)化CPU性能、CPU功率和最低有功電流的功率配置模型，在不影響速度或功能的情況下，在整個電壓范圍（1.8V至3.6V）內(nèi)能以最大工作頻率運行；驅(qū)動具有高的轉(zhuǎn)速精度、高的動態(tài)響應(yīng)、精確地定位、非常寬的調(diào)速范圍和高過載能力；串口通信是將接收來自CPU的并行數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為連續(xù)的串行數(shù)據(jù)流發(fā)出去，同時可將接受的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為并行的數(shù)據(jù)字符供給CPU，在遠距離通信中可以節(jié)約通信成本。
【專利說明】
一種高性價比的六自由度動作采集板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及自動控制領(lǐng)域，具體為一種高性價比的六自由度動作采集板?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息科學(xué)的一個重要分支，與傳感器技術(shù)，信號處理技術(shù)，計算機技術(shù)共同構(gòu)成了現(xiàn)代檢測技術(shù)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集技術(shù)正是這些技術(shù)的前端，也是信息進行可靠傳輸和正確處理的基礎(chǔ)。這種采集板是針對目前各種電子類產(chǎn)品研發(fā)機構(gòu)實驗室測控需要而開發(fā)的一款性價比較高的控制板。
[0003]數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息技術(shù)的一個重要組成部分，在科學(xué)研究中，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可獲得大量的動態(tài)信息。目前，伴隨半導(dǎo)體技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展，信號采集技術(shù)在速度和精度上都有了突破性的的進展。隨著應(yīng)用范圍的拓展，信號采集正向高速度、高精度、集成化、單片機方向發(fā)展；由于工業(yè)自動化技術(shù)的不斷深入和發(fā)展，又對其在智能化和通用性方面提出更高的要求。本板卡通過軟硬件綜合設(shè)計，實現(xiàn)了板卡對輸入信號動態(tài)范圍的自適應(yīng)，實現(xiàn)了程控自校準(zhǔn)功能。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種高性價比的六自由度動作采集板，進而彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種高性價比的六自由度動作采集板，該采集板硬件電路主要由CPU、電源電路、模擬輸入、驅(qū)動、串口通信、RS485通訊、 連接器這幾部分組成。
[0006]進一步，所述CPU部分采用了LPC1113FBD48芯片，是最新一代的ARM 32位Crotex-M0的內(nèi)核處理器，調(diào)整48pin的32bit ARM芯片，工作頻率最高可達50MHZWLC113FBD48具有獨特的片內(nèi)API驅(qū)動功率配置模型，向用戶提供即時可用的電源管理模板，用于優(yōu)化CPU 性能、CPU功率和最低有功電流的功率配置模型，在不影響速度或功能的情況下，在整個電壓范圍(1.8V至3.6V)內(nèi)能以最大工作頻率運行。
[0007]進一步，電源電路中的控制部分通常用來調(diào)節(jié)輸出電壓或電流，以達到穩(wěn)定輸出的目的，當(dāng)負載發(fā)生變化從而造成輸出電壓或電流也發(fā)生變化時，由誤差放大器送出相應(yīng)的控制電壓，并通過控制電路的作用，使輸出始終保持在合乎要求的范圍。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:該采集板是專門為4D動感影院座椅信號設(shè)計的，是與挖掘機模擬器主控板的共用硬件平臺版本。此采集板采用USB方式和主機通訊，但這種方式是偽USB方式，當(dāng)采集板和主機連接后，主機會提示發(fā)現(xiàn)一個串口通訊設(shè)備，也就是說，雖然主控板和主機在底層上是USB通訊，但實際和模擬器軟件采用的還是串口方式通訊，并且不需要刻意選擇帶有串口的電腦主板。由于主控板可以從USB接口上獲取 +5V電源，因此只需要一根USB線，同時滿足供電和通訊；⑶U采用NXP最新一代的ARM 32位 Crotex-MO的內(nèi)核處理器，調(diào)整48pin的32bit ARM芯片，其集成度高、低功耗，功能強大、微型化、一體化、抗干擾能力強、可靠性極高等特點，帶有電源反接保護，輸入輸出過壓保護、 過流保護、短路保護等保護措施;大幅減小的尺寸并不減少功能，具有競爭力的價格，為客戶提高了產(chǎn)品競爭力。采用采集板與轉(zhuǎn)接板分開的方式，這樣降低了客戶的布線成本，并使布線更方便和整齊;使主控板的工藝性更好;便于生產(chǎn)加工、產(chǎn)品測試和后期維護?！靖綀D說明】

[0009]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0010]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0011]請參閱圖1，本實用新型提供一種技術(shù)方案:一種高性價比的六自由度動作采集板 ，該采集板是專門為4D動感影院座椅信號設(shè)計的。該采集板硬件電路主要由CPU、電源電路、 模擬輸入、驅(qū)動、串口通信、RS485通訊、連接器這幾部分組成。[0〇12] 進一步，所述CPU部分采用了LPC1113FBD48芯片，是最新一代的ARM 32位Crotex-M0的內(nèi)核處理器，調(diào)整48pin的32bit ARM芯片，工作頻率最高可達50MHZWLC113FBD48具有獨特的片內(nèi)API驅(qū)動功率配置模型，向用戶提供即時可用的電源管理模板，用于優(yōu)化CPU 性能、CPU功率和最低有功電流的功率配置模型，在不影響速度或功能的情況下，在整個電壓范圍(1.8V至3.6V)內(nèi)能以最大工作頻率運行。
[0013]進一步，所述電源電路中的控制部分通常用來調(diào)節(jié)輸出電壓或電流，以達到穩(wěn)定輸出的目的，當(dāng)負載發(fā)生變化從而造成輸出電壓或電流也發(fā)生變化時，由誤差放大器送出相應(yīng)的控制電壓，并通過控制電路的作用，使輸出始終保持在合乎要求的范圍。
[0014]進一步，所述模擬輸入模塊是將遠程現(xiàn)場的模擬量信號采集至計算機的設(shè)備，其利用RS485總線作為數(shù)據(jù)通信線路，提供模擬量轉(zhuǎn)485功能，能夠同時將八路模擬量輸入至模塊，并通過RS485總線傳輸至計算機。由于采用RS485接口作為通信接口，其能夠多個模塊組合傳輸更多路數(shù)模擬量信號，并且能夠在485線路上分散配置，采用地址碼進行區(qū)分，可以直接接入MODBUS RTU協(xié)議的組態(tài)軟件;所述驅(qū)動具有高的轉(zhuǎn)速精度、高的動態(tài)響應(yīng)、精確地定位、非常寬的調(diào)速范圍和高過載能力。所述串口通信是將接收來自CPU的并行數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為連續(xù)的串行數(shù)據(jù)流發(fā)出去，同時可將接受的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為并行的數(shù)據(jù)字符供給 CPU，在遠距離通信中可以節(jié)約通信成本;所述RS485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mv的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復(fù)。它采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。所述連接器作用在電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路之間，架起溝通的橋梁，從而使電流流通，使電路實現(xiàn)預(yù)定的功能。
[0015]本實用新型的作用原理為:一種高性價比的六自由度動作采集板是通過PC發(fā)送請求幀，采集板應(yīng)答。PC接收采集板算出的電子尺實時的姿態(tài)反饋。具體操作過程是通過傳感器對設(shè)備的電壓或者電流信號進行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，然后將該信號送到FIFO中。當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定的數(shù)目時，由ARM7從FIFO中讀出，然后通過ARM7的以太網(wǎng)接口送給上位機。[〇〇16]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言， 可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種高性價比的六自由度動作采集板，其特征是:該采集板硬件電路主要由CPU、電 源電路、模擬輸入、驅(qū)動、串口通信、RS485通訊、連接器這幾部分組成；CPU部分采用了 LPC1113FBD48芯片，是ARM 32位Crotex-MO的內(nèi)核處理器，調(diào)整48pin的32bit ARM芯片，工 作頻率最高可達50MHZ; LPC1113FBD48具有片內(nèi)API驅(qū)動功率配置模型。
【文檔編號】G05B19/042GK205721241SQ201620524560
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】相鐵武, 王賽進, 張婷
【申請人】南京全控航空科技有限公司