0 引 言

　　由於(yu) 激光具有優(you) 異的單色性、相幹性、方向性，同時具有很高的能量密度，因此廣泛應用於(yu) 材料加工。隨著物品打標過程中對防偽(wei) 、精度、環保等方麵的需求日益提高，激光標刻設備，特別是激光飛動標刻設備的應用日益廣泛引。在此，主要介紹了激光標刻控製係統軟硬件設計，著重分析了基於(yu) PCI的控製卡電路設計中的關(guan) 鍵問題，同時介紹了標刻軟件的主要功能。該控製係統具有4路16位D／A輸出、3路16位計數器、4路DI／DO、1路PWM激光功率控製輸出功能。係統在應用中性能穩定，功能完備，已應用於(yu) 工業(ye) 生產(chan) 。

　　1 激光標刻控製卡設計

　　激光標刻係統控製卡是整個(ge) 控製係統的中樞，連接著控製軟件與(yu) 執行機構。控製卡結構如圖1所示，包括基於(yu) PCI總線接口控製電路、本地邏輯控製電路及功能電路等3部分組成。

　　PCI接口電路用於(yu) 實現PCI總線邏輯到本地邏輯的轉換。係統采用PLX公司PCI總線控製芯片PCl9052作為(wei) 接口芯片，采用E2PROOM配置芯片作為(wei) HT93LC46。由於(yu) 接口芯片的豐(feng) 富功能，簡化了接口設計，使工作集中在本地邏輯設計上，采用WDM驅動程序，實現計算機對設備的統一管理。本地邏輯控製電路采用IP核實現局部總線的譯碼及功能電路的邏輯控製，通過Altera公司的CPLD控製器EPM7064設計實現，可在線編程擴展接口控製功能。功能電路包括D／A電路、I／O電路、PWM電路及計數器電路等組成部分；係統選用模擬器件公司D／A控製器件AD7847或AD5547作為(wei) 關(guan) 鍵器件，實現一5～+5 V及0～10 V模擬電壓輸出。

　　1．1 基於(yu) IP核的固定頻率PWM電路設計

　　在CO2激光標刻設備中，控製卡通過PWM電路輸出脈寬頻率可調的控製信號對激光電源的放電時間進行控製，以實現對激光輸出功率的精確控製。設計中采用CPLD，使設計配置非常靈活，可根據整體(ti) 需要設計相應功能的IP軟核，節約板載資源。方案采用Al-tera公司的硬件編程語言AHDL設計；結合器件EPM7064SLC44-10實現PWM控製器。基於(yu) IP核的PWM控製電路，控製時鍾取自33 MHz的PCI總線時鍾，可有效利用接口資源。

　IP軟核4 kHz的輸出頻率通過對33 MHz時鍾8 196分頻獲得。8位的控製精度可實現占空比0～1的256級調節，其軟核的原型符號如圖2所示。其中，Load作為(wei) 控製數據載入控製端，在該信號有效時，將8位控製數據IN［7．．O］載入內(nei) 部控製寄存器。EN信號為(wei) 輸出有效信號，用於(yu) 控製PWM輸出，當該信號有效時，輸出PWM。LCLKIN信號提供IP軟核的工作頻率，PWM輸出信號的基頻是由該信號分頻得出的。

　　軟核內(nei) 部控製語句如下，其中PWMDATA為(wei) PWM波輸出的控製邏輯，當其輸出為(wei) 高電平時，輸出進行翻轉。

　　END IF; 　　END IF； 　　軟核的仿真波形及示波器輸出波形如圖3所示。