运动控制卡-固高卡硬件

1、第三章GT-400-SG运动控制器硬件结构及接线3.1系统硬件GT-400-SG运动控制器提供了2个外部接口与外部设备进行信息交换。同时,运动控制器上有4组跳线（或开关）选择控制器与主机通讯的接口地址、 中断矢量号和控制器的工作模式。表3.1为上述接口与跳线的定义。为了防止静电损害运动控制器，请在接触控制器电路或插/拔控制器之前触摸有 效接地金属物体（如：计算机金属外壳）以泄放身体所携带的静电荷。表 3.1 GT-400-SG 接口定义定义功能CN1GT-400-SG 驱动控制接口CN2GT-400-SG 外部 I/O 接口CN4调试接口（非用户使用接口）CN3调试接口（非用户使用接口）CN5

2、电源输入（对于 PC104）JP1GT-400-SG 基地址开关（对于 ISA/ PC104总线）JP2GT-400-SG 中断矢量号跳线器（对于ISA/ PC104总线）JP3看门狗跳线器JP4调试用（非用户跳线器）3.1.1 GT-400-SG 主机通讯接口基地址JP1为GT-400-SG的基地址开关，开关定义如表 3.2所示，控制器出厂默认基地址为0x300（ 16进制）。运动控制器从该地址起连续占用14个主机I/O地址，实 现与主机的通讯。用户在安装 GT-400-SG运动控制器之前，请检查主机地址占用情况以免地址发生冲突，影响系统工作。表3.3为GT-400-SG运动控制器的基地址跳

3、 线选择表。表3.4提供了 PC机已占用的I/O地址，供设置GT-400-SG的基地址时仝.廿 参考。CN3CN4CN5 9 O P Q CN1JP3 JP4ADS P21XXFPGAJP1JP21图3.1 GT-400-SG运动控制器接口与跳线器位置示意图表3.2地址编号定义A 4ONA 5ONA 6ONA 7ONA 8OFFA 9OFFJP1基地址开关默认定义基地址（hex ）A9A8A7A6A5A40x100ONOFFONONONON0x120ONOFFONONOFFON0x140ONOFFONOFFONON0x160ONOFFONOFFOFFON0x180ONOFFOFFONONON0

4、x1a0ONOFFOFFONOFFON0x1c0ONOFFOFFOFFONON0x1e0ONOFFOFFOFFOFFON运动控制器基地址开关选择表表 3.3GT-400-SG0x200OFFONONONONON0x220OFFONONONOFFON0x240OFFONONOFFONON0x260OFFONONOFFOFFON0x280OFFONOFFONONON0x2a0OFFONOFFONOFFON0x2c0OFFONOFFOFFONON0x2e0OFFONOFFOFFOFFON0x300（默认）OFFOFFONONONON0x320OFFOFFONONOFFON0x340OFFOFFONO

5、FFONON0x360OFFOFFONOFFOFFON0x380OFFOFFOFFONONON0x3a0OFFOFFOFFONOFFON0x3c0OFFOFFOFFOFFONON0x3e0OFFOFFOFFOFFOFFON表3.4 PC 机已占用地址表ISA总线地址分配功能000 -/ 01FDMA 控制器1020 -03F中断控制器1040 -05F定时器060 -06F键盘070 -/ 07F实时时钟NMI080 - 09FDMA 页寄存器0A0 -0BF中断控制器20C0 -丿0DFDMA 控制器20F00FF数学协处理器1F01F8硬盘驱动器200 -20F游戏口210 -/ 217扩

6、展单元278 - 27F并行口 22B0 -2DF可选择EGA2F82FF异步通信口 2300 -31F原型卡360 -36FPC网络卡378 -37F并行口 1380 -38FSDLC通信口 2390 -393保留3A0 -3A9SDLC通信口 13B0 -3BFIBM单显3C0 -3CFEGA3D0 /3DF彩显/图显3F0 -丿3F7软盘驱动器3F8 -丿3FF异步通信口 2X2E1GPIB适配器X390X393异步通信口 1JP2 为 GT-400-SG3.1.2主机中断矢量运动控制器提供时间中断和事件中断信号，供主机使用。运动控制器中断矢量跳线器。跳线器的跳针定义如表3.5所示。GT

7、-400-SG设置的默认中断矢量号为IRQ10。10跳针功能跳针功能1IRQ152中断请求3IRQ144中断请求5IRQ126中断请求7IRQ118中断请求9IRQ1010中断请求表3.5主机中断矢量跳线定义3.1.3其它跳线定义运动控制器提供看门狗实时监视其工作状态。JP3为看门狗跳线选择器。用户通看门狗有效：叵垂关闭看门狗（默认）:E3过跳线设置使看门狗有效后，当控制器死机时，看门狗在延时一段时间后自动使控制 器复位。默认设置时，看门狗无效。JP4为控制器调试跳线选择器，出厂时已设定，用户不得更改跳线。JP4（默认）：3.2 GT-400-SG运动控制器接口GT-400-SG运动控制器需与

8、接口端子板等附件配套使用，图3.2是它与这些附 件的连接图。先将GT-400-SG的CN2接口用随板配备的扁平电缆与转接挡板相连 接。将GT-400-SG插入计算机内的空ISA插槽内，并固定在计算机机箱上。将转接 挡板固定在机箱上的合适位置。GT-400-SG的CN1接口通过随板配备的屏蔽电缆直接与接口端子板上的CN1接口相连接。转接挡板的 CN2接口通过随板配备的屏蔽电缆，连接到接口端子板上的CN2接口。GT-400-SG的所有控制信号，都是经过接口端子板与控制对象连接的。下面将分别对GT-400-SG及接口端子板上的连接器和接线端子加以介绍。CW13CN12CH 14端子板CH 11C图3

9、.2运动控制器与接口端子板连接示意图3.2.1 GT-400-SG控制接口 CN1CN1为GT-400-SG运动控制器的驱动控制接口。该接口连接电机驱动器。表3.6为GT-400-SG 控制接口定义。GT-400-SG的CN1与接口端子板的CN1定义相同，CN1接口主要用于电机的 控制。用户在使用运动控制器之前，须了解运动控制器的接口信号和电机驱动器的接 口定义，妥善连线并避免带电插拔接口。否则，信号连接错误或带电操作可能导致系 统正反馈或硬件损坏使系统不能正常工作。表3.6GT-400-SG 控制接口 CN 1定义引 脚信号说明引 脚信号说明引 脚信号说明1224322344324PULSE

10、0+1轴脉冲输出45P ULSE0-1轴脉冲输出4DIR0+1轴方向信号输出25DIR0-1轴方向信号输出4652647627487PULSE1+2轴脉冲输出28P ULSE1-2轴脉冲输出49DIR1 +2轴方向信号输出8DIR1-2轴方向信号输出295093051103152PULSE2+3轴脉冲输出11PULSE2-3轴脉冲输出32DIR2+3轴方向信号输出53DIR2-3轴方向信号输出1233541334551435PULSE3+4轴脉冲输出56P ULSE3-4轴脉冲输出15DIR3+4轴方向信号输出36DIR3-4轴方向信号输出57A4+辅助编码器1输入16A4-辅助编码器1输入3

11、7B4+辅助编码器1输入58B4-辅助编码器1输入17C4+辅助编码器1输入38C4-辅助编码器1输入59A5+辅助编码器 2输入18A5-辅助编码器2输入39B5+辅助编码器 2输入60B5-辅助编码器 2输入19AD_CLK同步串行时钟40AD_TX同步串行发送61AD_RX同步串行接收20AD_RF同步信号41N/A保留62GND数字地21GND数字地42+5V电源输出3.2.2 GT-400-SG 控 制接口 CN2CN2为GT-400-SG输入/输出接口。该接口用于限位开关、Home信号输入、电机驱动器报警清除、驱动使能、3.7是接口端子板和转接挡板的报警信号输入和通用输入/输出以及

12、RS-232。表CN2接口定义（注意：GT-400-SG 上的CN2弓I脚定义不同）。表3.7为 GT-400-SG CN2 定义引 脚信号说明引 脚信号说明引 脚信号说明1ENABLE01轴驱动允许22ENABLE12轴驱动允许43ENABLE23轴驱动允许2ENABLE34轴驱动允许23RESET01轴驱动报警清除44RESET12轴驱动报警清除3RESET23轴驱动报警清除24RESET34轴驱动报警清除45ALM01轴驱动报警4ALM12轴驱动报警25ALM23轴驱动报警46ALM34轴驱动报警5HOME01轴原点输入26HOME12轴原点输入47HOME23轴原点输入6HOME34轴

13、原点输入27LIMIT0+1轴正向限位48LIMIT0-1轴负向限位7LIMIT1 +2轴正向限位28LIMIT1-2轴负向限位49LIMIT2+3轴正向限位8LIMIT2-3轴负向限位29LIMIT3+4轴正向限位50LIMIT3-4轴负向限位9EXI0通用数字量输入30EXI1通用数字量输入51EXI2通用数字量输入10EXI3通用数字量输入31EXI4通用数字量输入52EXI5通用数字量输入11EXI6通用数字量输入32EXI7通用数字量输入53EXI8通用数字量输入12EXI9通用数字量输入33EXI10通用数字量输入54EXI11通用数字量输入13EXI12通用数字量输入34EXI1

14、3通用数字量输入55EXI14通用数字量输入14EXI15通用数字量输入35EXO0通用数字量输出56EXO1通用数字量输出15EXO2通用数字量输出36EXO3通用数字量输出57EXO4通用数字量输出16EXO5通用数字量输出37EXO6通用数字量输出58EXO7通用数字量输出17EXO8通用数字量输出38EXO9通用数字量输出59EXO10通用数字量输出18EXO11通用数字量输出39EXO12通用数字量输出60EXO13通用数字量输出19EXO14通用数字量输出40EXO15通用数字量输出61GND数字地20RXRS-232输入41GND数字地62+5V电源输出21TXRS-232输出4

15、2+5V电源输出3.2.3接口端子板控 制接口 CN3CN3接外部电源，以保证 CN2各引脚正常工作。板上标有+12V+24V的端子接+12V+24V，标有OGND的接外部电源地，至于使用的外部电源的具体的电压值，取决外部的传感器和执行机构的供电要求，使用时应根据实际要求选择电源。3.2.4接口端子板控制接口 CN4CN4用于串行通讯的信号连接。表3.8端子板CN4定义引脚信号说明引脚信号说明162RXRS-232 接收73TXRS-232 发送8495GND数字地325 端子板控制接口 CN5，CN6，CN7，CN8CN5、CN6、CN7、CN8使用时与电机驱动器相连， CN5对应1轴，CN

16、6对应2轴，CN7对应3轴，CN8对应4轴。以CN5为例，表3.9提供了各引脚的定义。CN6、CN7、CN8的定义与 CN5完全相同。外部电源地指+12V+24V地。在脉冲控制信号输出的方式下，有两种工作模式。一种是脉冲、方向信号模式,此时，引脚23、11输出差动的脉冲控制信号，引脚9、22输出差动的运动方向信号。另一种工作模式是正反脉冲模式，此时，引脚 9、22输出差动的正转脉冲控制信号,引脚23、11输出差动的反转脉冲控制信号。如果驱动器需要的信号不是差动信号,将相应信号接于上述差动信号输出的正信号端（即引脚9、23）。输出波形见表3.10。表3.9 端子板CN5定义引脚信号说明引脚信号说

17、明1OGND外部电源地14OVCC+ 12V/+24V输出2ALM0驱动报警15RESET0驱动报警清除3ENABLE0驱动允许164175186197+5V电源输出20GND数字地821GND数字地9DIR0+步进方向输出22DIR0-步进方向输出10GND数字地23PULSE0+步进脉冲输出11PULSE0步进脉冲输出24GND数字地122513GND数字地表3.10步进输出波形繃由TT武弓1腳-PULSE23-111-TLTLTL+PULSE3-22-TLTLnL1PULSE+23-11-TirLTL-TLTLTLDIRS-22J1有的步进电机驱动器没有驱动允许、驱动报警和驱动报警清除信

18、号线时，则可以不接。3.2.6 接口端子板控制接口 CN9，CN10CN9、CN10对应于两个辅助编码器输入接口 （可选），用户若需要该功能，在定购时特别申明。其引脚定义见表3.11、表3.12 。表3.11 端子板CN9定义引脚信号说明引脚信号说明1A4+编码器输入6A4-编码器输入2B4+编码器输入7B4-编码器输入3C4+编码器输入8C4-编码器输入49GND数字地5+5V电源输出327接口端子板控制接口CN11GT-400-SG为用户提供了8路模拟输入通道（可选），用户若需要该功能，在定表3.12 端子板CN10定义引脚信号说明引脚信号说明1A5+编码器输入6A5-编码器输入2B5+编

19、码器输入7B5-编码器输入3849GND数字地5+5V电源输出购时特别申明。引脚信号说明引脚信号说明1AIN0模拟输入9AGND模拟地2AIN1模拟输入10AGND模拟地3AIN2模拟输入11AGND模拟地4AIN3模拟输入12AGND模拟地5AIN4模拟输入13AGND模拟地6AIN5模拟输入14AGND模拟地7AIN6模拟输入15AGND模拟地3.13 端子板CN11定义表8AIN7模拟输入328 端子板控 制接口 CN12,CN13,CN14CN12、CN13、CN14用作专用及通用数字量输入/输出。引脚定义见表3.14 表3.16。引脚EXIO除作输入外，还可用作 PC机的外部中断及一

20、号辅助编码器信号 锁存（可选）。另外，通用输出的供电可以从 CN12或CN13上引出。表3.14 端子板CN12引脚定义引脚信号说明1HOME01轴原点输入2HOME12轴原点输入3HOME23轴原点输入4HOME34轴原点输入5LIMIT0+1轴正向限位6LIMIT0-1轴负向限位7LIMIT1+2轴正向限位8LIMIT1-2轴负向限位9LIMIT2+3轴正向限位10LIMIT2-3轴负向限位11LIMIT3+4轴正向限位12LIMIT3-4轴负向限位13EXI0通用输入14EXI1通用输入15OGND外部电源地16OVCC+12V/+24V输出表3.15 端子板CN13引脚定义引脚信号说明

21、1EXI2通用输入2EXI3通用输入3EXI4通用输入4EXI5通用输入5EXI6通用输入6EXI7通用输入7EXI8通用输入8EXI9通用输入9EXI10通用输入10EXI11通用输入11EXI12通用输入12EXI13通用输入13EXI14通用输入14EXI15通用输入15OGND外部电源地16OVCC+ 12V/+24V输出表3.16端子板CN14引脚定义引脚信号说明1EXO0通用输出2EXO1通用输出3EXO2通用输出4EXO3通用输出5EXO4通用输出6EXO5通用输出7EXO6通用输出8EXO7通用输出9EXO8通用输出10EXO9通用输出11EXO10通用输出12EXO11通用输出13EXO12通用输出14EXO1通用输出315EX014通用输出16EX015通用输出3.3 GT-400-SG运动控制器连接方法331电机驱动器及专用输入连接方法一般的步进电机驱动器与运动控制器连接， 包括三个