望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置，包括SOPC系統(tǒng)和PC機(jī)，其中SOPC系統(tǒng)采用FPGA芯片開(kāi)發(fā)，由NIOSII主控制器和分別與NIOSII主控制器連接的MAC控制器、雙口RAM/FIFO控制器、SDRAM控制器、EPCS控制器、JTAG模塊和圓頂控制模塊組成，MAC控制器通過(guò)MAC芯片與PHY物理層芯片連接，HY物理層芯片通過(guò)RJ45接口與所述PC機(jī)通信；所述SDRAM控制器和SDRAM芯片連接，所述EPCS控制器和EPCS芯片連接；所述圓頂控制模塊和望遠(yuǎn)鏡圓頂驅(qū)動(dòng)裝置連接。
【專(zhuān)利說(shuō)明】望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天文觀測(cè)領(lǐng)域，具體涉及望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置。
技術(shù)背景
[0002]目前，大型的望遠(yuǎn)鏡都放置于圓頂當(dāng)中。觀測(cè)的時(shí)候人工手動(dòng)按正轉(zhuǎn)將圓頂打開(kāi)并停止到合適的位置上。觀測(cè)結(jié)束再人工手動(dòng)按反轉(zhuǎn)，關(guān)閉圓頂，都需要現(xiàn)場(chǎng)操作。而現(xiàn)有的以太網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為主流的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，由于其傳輸速率高，傳輸距離遠(yuǎn)，易于組網(wǎng)已被廣泛的運(yùn)用到工業(yè)、軍事、制造等各個(gè)領(lǐng)域。本發(fā)明將基于以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)圓頂?shù)倪h(yuǎn)程控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置，通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡圓頂狀態(tài)的遠(yuǎn)程控制。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置，包括SOPC系統(tǒng)和PC機(jī)，其中SOPC系統(tǒng)采用FPGA芯片開(kāi)發(fā)，由N1S II主控制器和分別與N1S II主控制器連接的MAC控制器、雙口 RAM/FIF0控制器、SDRAM控制器、EPCS控制器、JTAG模塊和圓頂控制模塊組成，MAC控制器通過(guò)MAC芯片與PHY物理層芯片連接，HY物理層芯片通過(guò)RJ45接口與所述PC機(jī)通信；所述SDRAM控制器和SDRAM芯片連接，所述EPCS控制器和EPCS芯片連接；所述圓頂控制模塊和望遠(yuǎn)鏡圓頂驅(qū)動(dòng)裝置連接； 所述PC機(jī)，用于顯示圓頂目前運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)送圓頂運(yùn)行控制指令；
所述PHY物理層芯片，用于實(shí)現(xiàn)SOPC系統(tǒng)與PC機(jī)的通信；
所述MAC控制器，用于數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收；
所述JTAG模塊，用于調(diào)試和燒寫(xiě)程序模塊；
所述Epcs芯片，用于存儲(chǔ)FPGA配置模塊和N1S II軟件模塊；
所述N1S II主控制器，用于在C語(yǔ)言環(huán)境下調(diào)用的MAC控制器的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，初始化MAC和PHY芯片，并調(diào)用數(shù)據(jù)包接收函數(shù)接收PC機(jī)的控制命令，經(jīng)過(guò)對(duì)控制命令的分析后，控制望遠(yuǎn)鏡圓頂驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)作，從而控制圓頂?shù)倪\(yùn)行，同時(shí)發(fā)送反饋指令告知PC機(jī)目前圓頂?shù)倪\(yùn)行狀態(tài)。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述FPGA芯片采用支持N1S II軟核技術(shù)的EP2C8Q208創(chuàng)建N1S系統(tǒng)作為主控制器，完成以太網(wǎng)的底層驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)；所述MAC芯片采用Non-PCI千兆AX88180芯片；所述PHY物理層芯片采用Marvell 88E1111芯片，通過(guò)RJ45接口與PC機(jī)通信。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),在PC機(jī)上設(shè)有在Visual C++環(huán)境下調(diào)用Winpcap(windows packet capture)編寫(xiě)的PC機(jī)程序模塊,用于圓頂狀態(tài)控制；在FPGA芯片上設(shè)有采用Verilog HDL編寫(xiě)AX88180的IP內(nèi)核，采用C語(yǔ)言編寫(xiě)AX88180的驅(qū)動(dòng)，并設(shè)有圓頂控制的解碼模塊，解碼模塊用于分析指令命令信息，并根據(jù)指令命令對(duì)相應(yīng)的FPGA引腳做出相應(yīng)的置高或置低電平。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圓頂驅(qū)動(dòng)裝置包括:三個(gè)分別與三個(gè)三極管連接的光耦驅(qū)動(dòng)電路，三極管三個(gè)繼電器分別與三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反、停三個(gè)按鈕并聯(lián)，三個(gè)繼電器分別控制正、反和停三個(gè)按鈕，實(shí)現(xiàn)圓頂動(dòng)作的控制。這樣只要用PC機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送指令，三相異步電動(dòng)機(jī)就能實(shí)現(xiàn)正、反或停的動(dòng)作。
[0008]解碼模塊包括下列步驟:將指令命令包加以分析解碼，得到正、反和停三種信息，將EP2C8Q208的引腳置高，驅(qū)動(dòng)三極管控制的三個(gè)繼電器。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，圓頂控制流程如下面步驟所示:
a.將PC機(jī)上的所有網(wǎng)卡的相關(guān)信息顯示出來(lái)，指定其中的一個(gè)網(wǎng)卡用于捕獲數(shù)據(jù)包；
b.數(shù)據(jù)包捕獲:打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，設(shè)置所要捕獲的設(shè)備類(lèi)型，設(shè)置選定的網(wǎng)卡，將捕獲的信息包的相關(guān)信息，如長(zhǎng)度，等待時(shí)間等參數(shù)記錄下來(lái)；
c.設(shè)置包過(guò)濾器:根據(jù)想要得到的過(guò)濾包類(lèi)型，創(chuàng)建一個(gè)過(guò)濾規(guī)則給WinPcap引擎；
d.封裝數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包中含有圓頂正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的三種狀態(tài)信息；
e.發(fā)送數(shù)據(jù)包:數(shù)據(jù)包的發(fā)送通過(guò)pcap_sendpacket函數(shù)實(shí)現(xiàn),該函數(shù)有三個(gè)參數(shù)，第一個(gè)給定打開(kāi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備名，第二個(gè)指定發(fā)送緩沖區(qū)，第三個(gè)指定發(fā)送數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度；
f.檢測(cè)圓頂狀態(tài):數(shù)據(jù)包發(fā)送到FPGA后，SOPC的N1SII解碼模塊將數(shù)據(jù)包分解，分析出正、反和停三種命令，并對(duì)相應(yīng)的FPGA引腳做出相應(yīng)的置高或置低電平，然后FPAG發(fā)給PC機(jī)一個(gè)返回?cái)?shù)據(jù)包，確認(rèn)剛才的數(shù)據(jù)包已經(jīng)收到；在返回?cái)?shù)據(jù)包中包含的圓頂是否到達(dá)限位的信息，PC機(jī)如果收到圓頂?shù)竭_(dá)限位信息，在edit控件中提示圓頂達(dá)到限位。
[0010]本發(fā)明通過(guò)以太網(wǎng)控制圓頂?shù)恼赐?dòng)作，提高了望遠(yuǎn)鏡圓頂操作的便捷性，省去人工的繁瑣的圓頂現(xiàn)場(chǎng)操作，大大簡(jiǎn)化了人工操作圓頂?shù)姆爆嵅襟E，提高了觀測(cè)效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1 N1S軟核的計(jì)數(shù)器IP框圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1 N1S軟核系統(tǒng)復(fù)位按鍵的IP框圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例1 MAC芯片(AX88180)與PHY芯片(88E1111)及FPGA的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例1圓頂正轉(zhuǎn)流程圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例1繼電器控制原理圖；
圖7是本發(fā)明實(shí)施例1圓頂限位檢測(cè)原理圖；
圖8是本發(fā)明實(shí)施例1圓頂驅(qū)動(dòng)裝置電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]實(shí)施例1
如圖1所示，一種望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置，包括SOPC系統(tǒng)和PC機(jī)，其中SOPC系統(tǒng)采用FPGA芯片開(kāi)發(fā)，由N1S II主控制器和分別與N1S II主控制器連接的MAC控制器、雙口 RAM/FIF0控制器、SDRAM控制器、EPCS控制器、JTAG模塊和圓頂控制模塊組成，MAC控制器通過(guò)MAC芯片與PHY物理層芯片連接，HY物理層芯片通過(guò)RJ45接口與所述PC機(jī)通信；所述SDRAM控制器和SDRAM芯片連接，EPCS控制器和EPCS芯片連接；圓頂控制模塊和望遠(yuǎn)鏡圓頂驅(qū)動(dòng)裝置連接；
PC機(jī)，用于顯示圓頂目前運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)送圓頂運(yùn)行控制指令；PHY物理層芯片，用于實(shí)現(xiàn)SOPC系統(tǒng)與PC機(jī)的通信；MAC控制器，用于數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收J(rèn)TAG模塊，用于調(diào)試和燒寫(xiě)程序模塊；Epcs芯片，用于存儲(chǔ)FPGA配置模塊和N1S II軟件模塊；N1S II主控制器，用于在C語(yǔ)言環(huán)境下調(diào)用的MAC控制器的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，初始化MAC和PHY芯片，并調(diào)用數(shù)據(jù)包接收函數(shù)接收PC機(jī)的控制命令，經(jīng)過(guò)對(duì)控制命令的分析后，控制望遠(yuǎn)鏡圓頂驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)作，從而控制圓頂?shù)倪\(yùn)行，同時(shí)發(fā)送反饋指令告知PC機(jī)目前圓頂?shù)倪\(yùn)行狀態(tài)。
[0014]1.N10S II主控制器集成了標(biāo)準(zhǔn)流水線RISC機(jī)，32個(gè)通用寄存器，32位數(shù)據(jù)通路，片內(nèi)硬件(乘法，移位，循環(huán))等資源。
[0015]SDRAM 控制器，16 位數(shù)據(jù)寬度，4blanks, 12row, 8Column。
[0016]Epcs控制器，存儲(chǔ)FPGA配置模塊和N1S II軟件模塊。
[0017]Timer.Per1d % 1ms, Counter Size 為 32 位，如圖 2 所不。
[0018]P1 口.寬度為lbit，作為復(fù)位信號(hào)的輸入，如圖3所示。
[0019]JTAG模塊用來(lái)調(diào)試程序模塊和燒寫(xiě)程序模塊。
[0020]雙口 RAM/FIF0控制器中，發(fā)送端RAM的數(shù)據(jù)寬度為32位，存儲(chǔ)大小為2048Bytes。接收端RAM的數(shù)據(jù)寬度為32位，存儲(chǔ)大小為2048Bytes。
[0021]MAC芯片采用AX88180芯片，其IP內(nèi)核用Verilog HDL編寫(xiě)，其驅(qū)動(dòng)模塊采用C
語(yǔ)H編寫(xiě)。
[0022]圓頂控制模塊的IP內(nèi)核用Verilog HDL語(yǔ)言編寫(xiě)。
[0023]PHY物理層芯片采用Marvell 88E1111芯片，通過(guò)RJ45接口與PC機(jī)通信。
[0024]2.AX88180芯片與88E1111芯片的硬件連接。
[0025]ASIX AX88180芯片是高性能非PCI的32位10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)控制器，其內(nèi)置主機(jī)接口控制器可以十分方便的與SOPC系統(tǒng)相連，內(nèi)置64個(gè)32位的配置寄存器用作對(duì)MAC的控制及狀態(tài)進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。
[0026]AX88180 芯片與 88E1111 芯片通過(guò)簡(jiǎn)化的 RGMII (Reduced Gigabit MediaIndependent Interface)接口相連,主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳送底層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。在10/100/1000M速率下支持全雙工模式。AX88180芯片與88E1111芯片及FPGA的硬件連接如圖4所示。
[0027]3.AX88180 芯片驅(qū)動(dòng)。
[0028]在C語(yǔ)言環(huán)境下編寫(xiě)初始化函數(shù)，數(shù)據(jù)包接收函數(shù)，數(shù)據(jù)包發(fā)送函數(shù)等完成參數(shù)配置及初始化等操作，以備N(xiāo)1S II模塊調(diào)用。
[0029]AX88180芯片的初始化流程簡(jiǎn)述如下:
a.復(fù)位MAC芯片，并初始化主要控制寄存器；
b.關(guān)閉所有中斷，關(guān)閉MAC的發(fā)送和接收功能；
c.初始化PHY芯片的寄存器，使得PHY工作在合適狀態(tài)下；
d.配置MAC寄存器使得MAC工作在合適的狀態(tài)下；
e.開(kāi)啟中斷，開(kāi)啟發(fā)送和接收功能；
4.N1S II主控制器解碼模塊在C語(yǔ)言環(huán)境下調(diào)用AX88180芯片的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，初始化MAC和PHY芯片，并調(diào)用數(shù)據(jù)包接收函數(shù)接收PC端的控制命令經(jīng)過(guò)分析驅(qū)動(dòng)各繼電器分別動(dòng)作，從而控制圓頂?shù)倪\(yùn)行，同時(shí)發(fā)送反饋指令告知PC端目前圓頂?shù)倪\(yùn)行狀態(tài)。
[0030]圓頂控制流程如下面步驟所示:
a.將PC機(jī)上的所有網(wǎng)卡的相關(guān)信息顯示出來(lái)，指定其中的一個(gè)網(wǎng)卡用于捕獲數(shù)據(jù)包，這個(gè)過(guò)程中可使用用戶自己規(guī)定的字符串來(lái)表示選擇的網(wǎng)卡名。
[0031]b.數(shù)據(jù)包捕獲。打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，設(shè)置模塊所要捕獲的設(shè)備類(lèi)型，在此過(guò)程中，通常使用句柄來(lái)區(qū)分不同的設(shè)備，接著設(shè)置選定的網(wǎng)卡，將捕獲的信息包的相關(guān)信息，如長(zhǎng)度，等待時(shí)間等參數(shù)記錄下來(lái)。
[0032]c.設(shè)置包過(guò)濾器。根據(jù)想要得到的過(guò)濾包類(lèi)型，創(chuàng)建一個(gè)過(guò)濾規(guī)則給WinPcap引擎，這是數(shù)據(jù)包捕獲過(guò)程的最重要的步驟。
[0033]d.封裝數(shù)據(jù)包。這部分Packets模塊主要是用來(lái)封裝數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包中含有圓頂正、反、停的三種信息。
SendPacket->H_MAC.S_MAC_ADDR[0]= 0x5522;
SendPacket->H_MAC.S_MAC_ADDR[1]= OxBCAA;
SendPacket->H_MAC.S_MAC_ADDR[2]= OxEFDE;
SendPacket->H_IP.proto = 0x7A;
SendPacket->H_IP.ver_ihl = 0x45;
SendPacket_>H—IP.tos = 0x00;
SendPacket_>H—IP.tlen = htons((alt—ul6)(sizeof(CMDPacket))-14);
SendPacket_>H—IP.tags = 0x0000;
SendPacket_>H—IP.flag—fo = 0x0000;
SendPacket_>H—IP.ttl = 0x80;
SendPacket->H_IP.crc = 0x00;
SendPacket->H_IP.saddr.bytel = 192;
SendPacket->H_IP.saddr.byte2 = 168;
SendPacket->H_IP.saddr.byte3 = 0;
SendPacket->H_IP.saddr.byte4 = 254;......其中
SendPactet->CmdIndex=l;表不圓頂正轉(zhuǎn)；
SendPactet->CmdIndex=2;表不圓頂反轉(zhuǎn)；
SendPactet->CmdIndex=3;表不圓頂?shù)竭_(dá)限位；
SendPactet->CmdIndex=4;表不圓頂停止。
[0034]e.發(fā)送數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包的發(fā)送通過(guò)pcap_sendpacket函數(shù)實(shí)現(xiàn),該函數(shù)有三個(gè)參數(shù)，第一個(gè)給定打開(kāi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備名，第二個(gè)指定發(fā)送緩沖區(qū)，第三個(gè)指定發(fā)送數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度。
[0035]f.檢測(cè)圓頂狀態(tài)。數(shù)據(jù)包發(fā)送到FPGA后，SOPC的N1S II解碼模塊將數(shù)據(jù)包分析，分析出正、反和停三種命令，并對(duì)相應(yīng)的FPGA引腳做出相應(yīng)的置高或置低電平。完成這一動(dòng)作后FPAG發(fā)回給PC —個(gè)數(shù)據(jù)包，確認(rèn)剛才的數(shù)據(jù)包已經(jīng)收到。在這個(gè)返回的數(shù)據(jù)包中又包含的圓頂?shù)南尬恍畔ⅲ琍C機(jī)如果收到SendPactet->CmdIndex=3;表示圓頂?shù)竭_(dá)限位，在edit控件中提示圓頂達(dá)到限位。
[0036]圓頂正轉(zhuǎn)流程圖如圖5所示，包括下列步驟:
1.查看設(shè)備列表；
2.打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；
3.封裝正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包；
4.發(fā)送正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包；
5.檢測(cè)圓頂是否到極限位置，如果是，發(fā)送停止數(shù)據(jù)包；也可手動(dòng)發(fā)送停止命令，發(fā)送停止數(shù)據(jù)包。
[0037]反轉(zhuǎn)與正轉(zhuǎn)的流程相似。
[0038]6.圓頂驅(qū)動(dòng)及限位電路。
[0039]OUTZ, OUTF, 0UTST0P 為 FPGA 的輸出信號(hào)，分別控制 Relayl、Relay2、Relay3 三個(gè)繼電器。當(dāng)三個(gè)信號(hào)中的任意一個(gè)為低電平時(shí)，所對(duì)應(yīng)的繼電器吸合。當(dāng)OUTZ為低電平時(shí)，Relayl繼電器吸合，這時(shí)圓頂正轉(zhuǎn)，當(dāng)OUTF為低電平時(shí)圓頂反轉(zhuǎn)，當(dāng)0UTST0P為低電平是圓頂停止。繼電器驅(qū)動(dòng)原理圖如圖6所示。
[0040]LIMITU和UMITV接到三相異步電動(dòng)機(jī)的UV兩相，XIANWEI作為FPGA的輸入引腳，檢測(cè)當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)。當(dāng)PC機(jī)發(fā)送正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)命令后，電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，LIMITU和UMITV兩端加有380V交流電壓。這個(gè)電壓使得380AVRELAY繼電器吸合，7805輸出5V，光耦導(dǎo)通，XIANWEI為低電平。PC機(jī)發(fā)送正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)命令后檢測(cè)到XIANWEI為低電平說(shuō)明當(dāng)前電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行中。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行U5 (7805)輸出為低，光耦不導(dǎo)通，XIANWEI為高電平，PC機(jī)發(fā)送正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)命令后檢測(cè)到XIANWEI為高電平說(shuō)明當(dāng)前電動(dòng)機(jī)處在限位狀態(tài)。圓頂限位檢測(cè)原理圖如圖7所示。
[0041]如圖8所示，圓頂驅(qū)動(dòng)裝置包括:三個(gè)分別與三個(gè)三極管連接的光耦驅(qū)動(dòng)電路，三極管三個(gè)繼電器分別與三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反、停三個(gè)按鈕并聯(lián)，三個(gè)繼電器分別控制正、反和停三個(gè)按鈕，實(shí)現(xiàn)圓頂動(dòng)作的控制。這樣只要用PC機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送指令，三相異步電動(dòng)機(jī)就能實(shí)現(xiàn)正、反或停的動(dòng)作。
[0042]本發(fā)明采用以太網(wǎng)的通訊方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)倪h(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，本發(fā)明不僅針對(duì)望遠(yuǎn)鏡圓頂，對(duì)于用按鈕開(kāi)關(guān)控制的其他電機(jī)，其他控制場(chǎng)合同樣適用，同樣可以通過(guò)對(duì)電路的適當(dāng)改造實(shí)現(xiàn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化控制，對(duì)于設(shè)備操作來(lái)說(shuō)不必進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作，極大的提高了工作的效率。
【權(quán)利要求】
1.一種望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置，包括SOPC系統(tǒng)和PC機(jī)，其特征是，所述SOPC系統(tǒng)采用FPGA芯片開(kāi)發(fā)，由N1S II主控制器和分別與N1S II主控制器連接的MAC控制器、雙口 RAM/FIF0控制器、SDRAM控制器、EPCS控制器、JTAG模塊和圓頂控制模塊組成，MAC控制器通過(guò)MAC芯片與PHY物理層芯片連接，HY物理層芯片通過(guò)RJ45接口與所述PC機(jī)通信；所述SDRAM控制器和SDRAM芯片連接，所述EPCS控制器和EPCS芯片連接；所述圓頂控制模塊和望遠(yuǎn)鏡圓頂驅(qū)動(dòng)裝置連接； 所述PC機(jī)，用于顯示圓頂目前運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)送圓頂運(yùn)行控制指令； 所述PHY物理層芯片，用于實(shí)現(xiàn)SOPC系統(tǒng)與PC機(jī)的通信； 所述MAC控制器，用于數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收； 所述JTAG模塊，用于調(diào)試程序模塊和燒寫(xiě)程序模塊； 所述Epcs芯片，用于存儲(chǔ)FPGA配置程序模塊和N1S II軟件程序模塊； 所述N1S II主控制器，用于在C語(yǔ)言環(huán)境下調(diào)用的MAC控制器的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，初始化MAC和PHY芯片，并調(diào)用數(shù)據(jù)包接收函數(shù)接收PC機(jī)的控制命令，經(jīng)過(guò)對(duì)控制命令的分析后，控制望遠(yuǎn)鏡圓頂驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)作，從而控制圓頂?shù)倪\(yùn)行，同時(shí)發(fā)送反饋指令告知PC機(jī)目前圓頂?shù)倪\(yùn)行狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置，其特征是，所述FPGA芯片采用支持N1S II軟核技術(shù)的EP2C8Q208創(chuàng)建N1S系統(tǒng)作為主控制器；所述MAC芯片采用Non-PCI千兆AX88180芯片；所述PHY物理層芯片采用Marvell 88E1111芯片，通過(guò)RJ45接口與PC機(jī)通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置，其特征是，在PC機(jī)上設(shè)有在Visual C++環(huán)境下調(diào)用Winpcap編寫(xiě)的PC機(jī)程序模塊,用于圓頂狀態(tài)控制；在FPGA芯片上設(shè)有采用Verilog HDL編寫(xiě)AX88180的IP內(nèi)核，采用C語(yǔ)言編寫(xiě)AX88180的驅(qū)動(dòng)，并設(shè)有圓頂控制的解碼模塊，解碼模塊用于分析指令命令信息，并根據(jù)指令命令對(duì)相應(yīng)的FPGA引腳做出相應(yīng)的置高或置低電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置，其特征是，所述圓頂驅(qū)動(dòng)裝置包括:三個(gè)分別與三個(gè)三極管連接的光耦驅(qū)動(dòng)電路，三極管三個(gè)繼電器分別與三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反、停三個(gè)按鈕并聯(lián)，三個(gè)繼電器分別控制正、反和停三個(gè)按鈕。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置，其特征是，圓頂控制流程如下面步驟所示: a.將用于控制圓頂?shù)碾娔XPC機(jī)上的所有網(wǎng)卡的相關(guān)信息顯示出來(lái)，指定其中的一個(gè)網(wǎng)卡用于捕獲數(shù)據(jù)包； b.數(shù)據(jù)包捕獲:打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，設(shè)置程序模塊所要捕獲的設(shè)備類(lèi)型，設(shè)置選定的網(wǎng)卡，將捕獲的信息包的相關(guān)信息，如長(zhǎng)度，等待時(shí)間等參數(shù)記錄下來(lái)； c.設(shè)置包過(guò)濾器:根據(jù)想要得到的過(guò)濾包類(lèi)型，創(chuàng)建一個(gè)過(guò)濾規(guī)則給WinPcap引擎； d.封裝數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包中含有圓頂正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的三種狀態(tài)信息； e.發(fā)送數(shù)據(jù)包:數(shù)據(jù)包的發(fā)送通過(guò)pcap_sendpacket函數(shù)實(shí)現(xiàn),該函數(shù)有三個(gè)參數(shù),第一個(gè)給定打開(kāi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備名，第二個(gè)指定發(fā)送緩沖區(qū)，第三個(gè)指定發(fā)送數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度； f.檢測(cè)圓頂狀態(tài):數(shù)據(jù)包發(fā)送到FPGA后，SOPC的N1SII解碼模塊將數(shù)據(jù)包分解，分析出正、反和停三種命令，并對(duì)相應(yīng)的FPGA引腳做出相應(yīng)的置高或置低電平，然后FPAG發(fā)給PC機(jī)一個(gè)返回?cái)?shù)據(jù)包，確認(rèn)剛才的數(shù)據(jù)包已經(jīng)收到；在返回?cái)?shù)據(jù)包中包含的圓頂是否到達(dá)限位的信息，PC機(jī)如果收到圓頂?shù)竭_(dá)限位信息，在edit控件中提示圓頂達(dá)到限位。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的望遠(yuǎn)鏡圓頂?shù)囊蕴W(wǎng)控制裝置，其特征是，所述解碼模塊包括下列步驟:將指令命令包加以分析解碼，得到正、反和停三種信息，將EP2C8Q208的引腳置高，驅(qū)動(dòng)三極管控制 的三個(gè)繼電器。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104076769SQ201410255688
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】劉偉, 門(mén)金瑞, 韋偉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)