原创《基于FPGA的插补器设计》：本文关于插补论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
摘 要：针对制约数控系统处理速度提高的瓶颈,利用专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit,ASIC）技术设计具有独立功能的硬件芯片,用于承担相应的数控功能的思路得到了应用,有效地提高了数控机床综合加工能力.本文主要论述了在Maxplus2_10.0开发平台上,运用硬件描述语言VHDL设计逐点比较法直线插补程序和逐点比较法圆弧插补程序.
关键词：插补算法；现场可编程逻辑门阵列；超高速集成电路硬件描述语言
随着微处理器技术的进步,数控系统的计算和控制精度已经不是主要问题,处理速度也得到了较大幅度的提高.但对于利用纯软件完成数控系统功能来说,执行控制程序需要一定的时间,相对一定运行频率的微处理器而言,速度的提高不是无限制的.特别是对于超高速加工场合,随着数控设备中关键功能部件的技术突破,如果继续采用全软件方法来实现数控加工功能,其速度和加工效率将无法得到进一步提高.因此,针对制约数控系统处理速度提高的瓶颈,利用专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit,ASIC）技术设计具有独立功能的硬件芯片,用于承担相应的数控功能的思路得到了应用,有效地提高了数控机床综合加工能力.自从20世纪70年代可编程逻辑器件得以广泛应用以来,先后有多种复杂度不同的PLD 器件问世.其中现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）是目前规模最大、资源最多的一类,用于实现复杂的逻辑功能.
一、该设计所做的主要工作
1.逐点比较法插补原理
本次设计涉及到逐点比较法（直线插补和圆弧插补）原理.由于篇幅限制,这里只简单说明逐点比较法直线插补算法原理中偏差函数的设计（下面章节中也只讲这种插补方法）.
逐点比较法直线插补算法原理中偏差函数的表达最为重要.程序通过对偏差函数值的判断输出X轴或Y轴的脉冲进给信号.采用递推算式求取偏差函数值,设第i次插补后,偏差函数为Fi等于XeYi-XiYe,若Fi≥0,刀具应向（+X）方向进给一步,新动点坐标值为Xi+1等于Xi+1、Yi+1等于Yi,则新偏差函数为Fi+1等于Fi-Ye；当Fi<0时,刀具应向（+Y）方向进给一步,新的动点坐标值为Xi+1=Xi、Yi+1=Yi+1,则新偏差函数为Fi+1=Fi+Xe.最后进行总步长数法判别,控制刀具到达终点.
2.逐点比较法直线插补程序设计
给出逐点比较法第一象限直线插补程序流程图,其中Xe、Ye是X轴、Y轴的终点坐标值,Jf是偏差函数值,TOTAL_CNT是总步长数.其次给出数字积分法第一象限圆弧插补程序流程图,其中JVX、JVY分别是XY轴的被积函数寄存器,JRX、JRY分别是XY轴的余数寄存器,JX、JY分别是XY轴的总步长数寄存器.逐点比较法直线插补程序设计流程图：
二、主要成果
将逐点比较法直线插补程序按照VHDL语言编写格式输入到Maxplus2软件中,并仿真波形,可得到XY两轴的脉冲进给信号输出情况.这里初始化要插补的直线终点坐标为（5,7）,起点为原点,直线在第一象限.X轴方向脉冲进给个数为5个,Y轴方向脉冲进给个数为7个.且各轴的进给脉冲先后顺序如图2所示,符合理论推导的结果.
本次设计研究,对我校教师的学习能力、设计动手能力是一次提高,同时也能提高学生对时序逻辑电路的认识.针对插补原理单独设计程序,使学生了解VHDL（硬件描述语言）在FPGA（可编程逻辑门阵列）的使用方法,能开拓学生的视野.
插补论文参考资料：
结论：基于FPGA的插补器设计为关于对不知道怎么写插补论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文插补论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
