光栅尺在数控线切割机床的闭环应用

　　2.4 基于ISA总线的接口电路设计

　　（1）缓冲器有保护功能设计

　　用八同相双向三志缓冲器/驱动器芯片SN74HC245缓冲ISA总线扩展槽与各器件间的8位数据信号。SN74HC245不但起缓冲、隔离作用，还有一定的保护和控制作用。工控机读控制信号（低电平有效）边接到SN74HC245的DIR（方向控制端），而门控信号接信号CS245。CS245W信号是I/O端口读写信号和接口地址译码信号产生的信号。当读有效为低电平时，8254的数据可通过SN74HC245输进到计算机；读有效为高电平时，计算机的数据输出。CS245实现只有计算机与8254交换数据时，选通SN74HC245的门控信号G，使之三态门打开。

　　（2）端口地址译码电路

　　采用GAL22V10芯片实现接口地址译码，为细分辨向电路提供时钟CLK信号；为8254的片选线一起确定8254的地址。接口电源理图见图2。

　　GAL器件是一种高性能的理想PLD产品。GAL器件采用E2CMOS工艺，可进行反复的编程和擦除，且具用低功耗、高速的特点。常用GAL器件有GAL16V8、GAL20V8、GAL22V10等。

　　GAL16V8、GAL20V8的使用方泛。但对于某些应用场合，这两种GAL芯片往往不能满足需要，其主要不足之处：乘积项不能超过8个； 能配置的输出引脚最多只有8个；不能对寄存器进行复位或置位操纵；对反馈结构的限制较多，有些引脚不能反馈等。

　　GAL22V10是一种通用型GAL器件，它可以从某种程度上解决以上提到的GAL16V8和GAL20V8不足之处。GAL22V10内部共有132个与门，且输出管脚上的与门不是均匀分配；逻辑设计表达式中“与”项最多为22个变量的逻辑乘；GAL22V10的输出宏单元较简洁、灵活，轻易使用，不像GAL20V8在不同输出模式下输出反馈的种种限制。GAL22V10的输出宠单元（OLMC）每个输出宠单元由各自的SO和SI控制，可有4种不同的输出工作模式。可编程的位置和复位可由二个与门进行同一的置位控制。

　　GAL22V10的逻辑设计软件可用ABEL（3。0版以上）或其他高级逻辑设计语言。如PROTEL公司的Protel 98/99都集成了一个CUPL逻辑设计语言。CUPL语言也是一种编译型硬件描述语言。VHDL支持所有的PLD器件。Protel 199的PLD设计工具支持实时检测，并给出错误提示。通过其中的PLD-CUPL Wizard可很快捷地建立基于原理图或文本方式的PLD设计文件，对这个文件进行编译，就可得到符合产业标准的JEDEC文件（*。JED）。

　　ABEL语言是美国DATA I/O公司的一种高级编译型逻辑设计语言，它以其方便、灵活、易于把握的特点，深受硬件逻辑设计者的喜爱。利用它高度结构化的语言、灵活多样的逻辑描述形式可很轻易地编写出Abel原文件，编译过程对用户的逻辑设计进行语法检查、逻辑化简、自动成符合JEDEC标准的JED文件中的错误，或发现可能产生帮障的隐患，以进步设计的可靠性。ABEL软件是通用的PLD器件设计软件，高版本的ABEL几乎可支持任何一种PLD器件。

　　不论选用那一种设计语言，最后都要天生JEDEC格式文件，才能能过编程器烧进PLE器件。

3 结速语

　　针对精密度数控机床伺服系统对位置反馈要求精度高、实时性好的特点，设计智能接口模块来处理光栅尺信号，然后将其输进工控机。在接口电路中利用GAL22V10芯片，可实现I/O端口控制和地址译码。GAL器件的使用，实现了用一片芯片代替几个芯片，不仅减小了接口电路的体积，简化了电路的设计，且减少了级延迟，进步了系统处理速度。