摘 要 文章描述了一种能在某些特定场合代替上位机对交流伺服器进行控制的定制控制器的设计与实现；控制器只用1片CPLD做主控芯片，无需单片机和外部存储器，外围电路设计简单；利用CPLD内部FLASH进行参数配置与存储，使其能较灵活地适应某些工业场合的要求。该控制器的特点是成本低，结构简单，实时性强，具备一定的实用性。
【关键词】CPLD 定制控制器
1 应用背景
工业应用场合的交流伺服驱动器一般通过上位机进行控制，以实现各种用途，但在某些要求简单的场合，使用上位机的话，不仅成本高，而且资源也得不到充分利用；这些场合若使用定制控制器，虽然没有上位机的通用性，但却能以极低的成本达到所需用途，这样可为用户提供多种选择方案。
2 设计方案
控制器的基本原理：根据输入和设定的算法对交流伺服器发出不同的脉冲控制信号，并向用户反馈显示状态信息；输入来自外部反馈和人机界面；输出包括控制信号和状态信息。
方案采用CPLD作为主控芯片，CPLD根据用户的按键操作和外部反馈输入，按既定算法进行处理，输出相应的控制信号，并通过显示模块反馈信息和状态；按键阵列由CPLD进行动态扫描采样；外部输入信号经过光耦隔离接入CPLD，输出控制信号经差分转换再到输出接口，这样可有效提高控制器的安全性；显示模块包括数码管和LED指示灯；CPLD为控制器的核心部分，可实现存储管理，输入输出处理，控制信号产生等功能。
3 方案应用实例
实例是一个纸箱推进器，它由4部分组成：控制器，交流伺服器，交流电机和传送部分（包括传感器）；控制器给伺服器发送位置命令，伺服器驱动电机，电机带动传送部分，运动过程中传感器将特定信息反馈给控制器；另外，通过控制器的操作界面，用户也可对推进器进行控制。
下面是传感器触发信号，按键和菜单的说明。
传感器触发信号：前进 | 减速 | 原点 | 正限位 | 负限位
按键：复位/返回 | 启动/确认| 停止 | 后退 | 前进 | 设置 | 取消
菜单：
第一级：dP- [状态显示] | PA- [参数查看和设置] | EE- [参数存储]
第二级：对应于dP-：dP-PoS[所发脉冲数低12位] | dP-PoS.[所发脉冲数高9位]
对应于EE-： EE-Set[将参数写入Flash] | EE-dEF[恢复默认参数]
用户操作：
（1）非设置状态下的显示：“runXXX”，其中XXX为走过的段数目；
（2）按“设置”键，进入菜单界面；
（3）在菜单中按“前进/后退”键进行选择，按“确定”键将进入子菜单；按“取消”键可返回上一级菜单或退出设置；参数修改也是通过“前进/后退”键进行，按“确定”键确认参数修改；
（4）要使参数生效，须选择菜单“EE-SEt”，按“确定”键并重新开机；
（5）恢复默认参数后，须重新开机，参数才能生效；
推进器的工作过程如下：当按下启动键，运行灯亮，若收到前进触发信号，则推进器以参数所设速度转动1段行程，完成后，停止等待新命令，直至走完所有行程。此时按下返回键，推进器由静止逐渐加速到参数所设的最大速度向原点返回，到达减速位置，推进器将逐渐减速至参数所设定的最低速度，然后保持该速度，当到达原点，推进器停止。任何情况下，按下停止键，推进器运动立即停止。另外，当推进器遇到正或负限位也会停止运动。点按前进（或后退）键，推进器将以点动的方式慢速前进（或后退）。
4 方案实现
图1给出详细的设计说明。
CPLD内各模块采用参数化设计，可通过修改参数来适应设计的改变；例如：子模块BIN2BCD，通过修改BIT_LEN，DEC_LEN和CNT_LEN三个参数，就可实现任意2进制数到BCD码的转换，灵活通用。
5 结语
定制控制器成本低，操作方便，设计灵活；在实现上充分利用CPLD的资源和优点，可针对用户的需求进行定制。
