激光打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)控制卡是整個控制系統(tǒng)的中樞，連接著控制軟件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)。包括基于PCI總線接口控制電路、本地邏輯控制電路及功能電路等3部分組成。
 
       PCI接口電路用于實(shí)現(xiàn)PCI總線邏輯到本地邏輯的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)采用PLX公司PCI總線控制芯片PCl9052作為接口芯片，采用E2PROOM配置芯片作為HT93LC46。由于接口芯片的豐富功能，簡化了接口設(shè)計，使工作集中在本地邏輯設(shè)計上，采用WDM驅(qū)動程序，實(shí)現(xiàn)計算機(jī)對設(shè)備的統(tǒng)一管理。本地邏輯控制電路采用IP核實(shí)現(xiàn)局部總線的譯碼及功能電路的邏輯控制，通過Altera公司的CPLD控制器EPM7064設(shè)計實(shí)現(xiàn)，可在線編程擴(kuò)展接口控制功能。功能電路包括D／A電路、I／O電路、PWM電路及計數(shù)器電路等組成部分；系統(tǒng)選用模擬器件公司D／A控制器件AD7847或AD5547作為關(guān)鍵器件，實(shí)現(xiàn)一5～+5 V及0～10 V模擬電壓輸出。
       1．1 基于IP核的固定頻率PWM電路設(shè)計 　　
        在CO2激光打標(biāo)機(jī)設(shè)備中，控制卡通過PWM電路輸出脈寬頻率可調(diào)的控制信號對激光電源的放電時間進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對激光輸出功率的精確控制。設(shè)計中采用CPLD，使設(shè)計配置非常靈活，可根據(jù)整體需要設(shè)計相應(yīng)功能的IP軟核，節(jié)約板載資源。方案采用Al-tera公司的硬件編程語言AHDL設(shè)計；結(jié)合器件EPM7064SLC44-10實(shí)現(xiàn)PWM控制器。基于IP核的PWM控制電路，控制時鐘取自33 MHz的PCI總線時鐘，可有效利用接口資源。
       IP軟核4 kHz的輸出頻率通過對33 MHz時鐘8 196分頻獲得。8位的控制精度可實(shí)現(xiàn)占空比0～1的256級調(diào)節(jié)，其軟核的原型符號如圖2所示。其中，Load作為控制數(shù)據(jù)載入控制端，在該信號有效時，將8位控制數(shù)據(jù)IN[7．．O]載入內(nèi)部控制寄存器。EN信號為輸出有效信號，用于控制PWM輸出，當(dāng)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(nèi)部控制語句如下，其中PWMDATA為PWM波輸出的控制邏輯，當(dāng)其輸出為高電平時，輸出進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。 
        1．2 基于IP核的頻率可調(diào)PWM電路設(shè)計 　　
        頻率、脈寬可調(diào)的PWM發(fā)生電路中原形符號如圖4所示。其中，EN信號使能該器件；WR寫信號與PFD0，PFDl及PCD0，PCDl配合，實(shí)現(xiàn)頻率及脈寬控制字的寫入，控制位寬為12位，實(shí)現(xiàn)4 096級調(diào)節(jié)。LclkIn為全局時鐘信號，該信號來自8分頻后的33 MHz的PCI接口時鐘，因此IP核能實(shí)現(xiàn)1 kHz～4 MHz的頻率調(diào)節(jié)及0～100％內(nèi)最大4 096級的占空比調(diào)節(jié)。8位數(shù)據(jù)寬度的DATAIn接El用于控制數(shù)據(jù)的輸入。IP核功能實(shí)現(xiàn)的程序如下：

        采用IP核實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)的PWM發(fā)生電路時對邏輯器件內(nèi)部資源的消耗較大，相比之下，固定頻率的IP占用的邏輯資源較少，因此更適合用于為激光器頻率固定的應(yīng)用場合提供高精度的脈寬調(diào)制。