基于FPGA的数字积分法插补控制器设计与实现
(2)位置计数器
位置计数器有3个寄存器，分别对应于三个轴。其初始值为需要插补的脉冲数目。当积分器每输出一个脉冲，计数器便做减“1”。当位置计数器为零时，则表示到达终点坐标位置，插补结束。
(3)插补积分器
插补积分器是直线插补的核心模块，由余数寄存器和被积函数寄存器构成。被积函数寄存器中存放由数据缓存器提供的终点坐标值，每当脉冲源发出1个插补迭代脉冲时，被积函数寄存器与余数寄存器的值累加1次，并将累加结果存放余数寄存器中，当累加结果超出余数寄存器容量(216)时，溢出1个脉冲。经过N=216次累加后，每个坐标轴的溢出脉冲总数就等于该坐标的被积函数值。在余数寄存器的容量一定的情况下，其输出脉冲频率与终点坐标值的大小成正比。控制器采用三轴联动，则同时有3个积分器同时进行插补运算。在该插补控制器的设计中，采用有限状态机的原理完成直线插补的实现，如图2所示，共有3个状态存在：本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/190545.htm
(1)状态IDLE：空闲状态，等待插补信号；
(2)状态S1：剩余插补脉冲数寄存；
(3)状态S2：积分累加状态。
其工作过程为：当没有启动信号时，系统继续保持在空闲状态IDLE；当有启动信号start时，系统则从数据缓存器中读入初始数据，将插补脉冲数寄存在状态S1中，若插补脉冲数不为零则转至积分累加状态S2中，在此状态中将被积函数寄存器的值与余数寄存器的值进行累加，结果送余数寄存器，若有脉冲溢出，则转入状态S1，此时输出插补脉冲，且状态S1中剩余脉冲数减“1”；若无脉冲溢出，则状态S2继续进行积分累加。最终，状态S1中的剩余脉冲为零时，返回空闲状态，插补结束。
数字积分法直线插补运用硬件描述语言VerilogHDL进行程序编写的流程图如图3所示。
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