X—Y精密工作台电控系统的研制
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摘要
本文论述了精密工作台电控系统的结构及工作原理，它主要应用于准分子激光光刻技术中。光栅位移检测系统和闭环伺服控制系统，是由微机来控制的，它们可以通讯，以交换数据或是传递控制信息，实现高精度的定位．各部分又可以独立运作，以完成自己的特定功能。文中讨论了应用CPLD器件来简化电路的设计。微机和下位机的通讯采用RS232串行接口，适用于远距离通讯。其电路设计简单而且功耗低。上位机系统软件采用LABVIEW图形化编程环境，通过交互式图形化前面板来控制系统，并显示结果。
The structure and basic theory of the electrical control system of the precision workbench. It is applied in quasi-molecular laser photolithographic technology. Optical grating bit shift detection control system, and digital closed-loop servosystem, which controlled by the computer, can communicate mutually, exchange data and transmit control information. Overall system can achieve the high accuracy position. Each part also can run and implement discrete work. The communication of the master computer and subordinative computer adopts RS232 serial interface, which adapt the long distance communication. It is designed dimply and low power dissipation. The paper discusses the application of CPLD components to predigest the circuit design. The master computer system software is programmed by LabVIEW which has graphic programming environment, and controls system through the interactive graphic front panel and displays the result.
The structure and basic theory of the electrical control system of the precision workbench. It is applied in quasi-molecular laser photolithographic technology. Optical grating bit shift detection control system, and digital closed-loop servosystem, which controlled by the computer, can communicate mutually, exchange data and transmit control information. Overall system can achieve the high accuracy position. Each part also can run and implement discrete work. The communication of the master computer and subordinative computer adopts RS232 serial interface, which adapt the long distance communication. It is designed dimply and low power dissipation. The paper discusses the application of CPLD components to predigest the circuit design. The master computer system software is programmed by LabVIEW which has graphic programming environment, and controls system through the interactive graphic front panel and displays the result.
引文
1 曹向群，光学刻化技术和应用．北京：机械工业出版社，1991年
2 崔骥，李怀琼等．光栅莫尔条纹信号的细分与辨向新技术．光学技术报．2000，7(4)：294～296
3 王玉生等．单片机系统抗干扰及掉电保护措施．中国自动化学会第十一届青年学术年会论文集，1996
4 何立明．MCS-51系列单片机应用系统配置与接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，1990
5 季建华等．智能仪表原理设计及调试．上海：华东理工大学出版社，1997
6 何立明．单片机应用文集．北京：北京航空航天大学，1991
7 郑崇勋．数字电路故障对策与可靠性设计．北京：国防工业大学出版社，1995
8 刘序海．三端集成稳压器7800／7900系列使用中的保护．电子技术应用，1984
9 王幸之等．单片机应用系统抗干扰技术．北京：北京航空航天大学，2000
10 曹向群等．光栅计量技术．浙江：浙江大学出版社，1996
11 颜景明．精密检测技术．江苏：东南大学出版社，1992
12 孟超，费业泰．光栅位置检测技术现状及发展．中国仪器仪表．1995，(3)，4～6
13 卢国纲．国外检测技术的发展和先进的光栅测量技术．中国机床工具工业协会．1997
14 张彤．光电检测．吉林：长春理工大学，1993
15 光电多功能二维自动检测仪科学技术研究报告．吉林：长春理工大学，1993
16 张黎军，王颖，何源来．光栅编码器接口电路及调试．自动化仪表．1999，1(1)：
17 杨进堂．用移相比相法动态测量莫尔条纹细分误差．光学精密工程．1997，5(2)：105～107
18 周世红．一种莫尔条纹400等分的电子学的系统．光学机械．1983，(2)：19～24
19 李金全．光栅莫尔条纹信号的零位跟踪细分．计量技术．1996，1：4～6
20 刘文文，费业泰．高精度的光栅信号细分算法．应用科学学报．1999，17(1)：70～75
21 金喜平，李书平，刘永胜等．高速高精度光栅数显装置的研究与设计．沈阳工业大学学报．1994，16(2)：18～21
22 李怀琼，陈钱等．新型光栅信号数字细分技术及其误差分析．计量学报．2001，22(4)：281～283
23 袁小滨，李怀琼．光栅莫尔条纹数字细分技术及其误差分析．西安公路交通大学学报．2001，21(1)：113～115
24 樊亚东，陈雪丰．莫尔条纹数字化细分方法．武汉化工学院学报．1998，20(2)：53～55
25 纪刚，叶军．莫尔条纹计算细分法的研究．青岛大学学报．1995，8(2)：63～66
26 刘笃仁，杨万海．在系统可编程技术及其器件原理与应用．西安：西安电子科技大学出版社，2000
27 廖裕评，陆瑞强．CPLD数字电路设计—使用MAX+PLUS Ⅱ入门篇．北京：清华大学出版社，2001
28 褚振勇，翁木云．FPGA设计及应用．西安：西安电子科技大学出版社，2002／12／24
29 MEI XIAOYU. Study on Digital Readout Device of Metal Geometry Grating, Proceeding of the Fourth International Conference. Measurement and Control of Granular Materials. September 17～19, 1997, Shenyang, P.R. China
30 TEXAS INSTRUMENTS: Linear Circuits Data Book
31 胡晟．FPGA设计进阶．可编程器件中文网站(http://www.fpga.com.cn)
32 宋万杰，罗丰，吴顺君．CPLD技术及其应用．西安：西安电子科技大学出版社，1999
33 A. Yariv, Optical Electronics, CBS College Publishing, 1995
34 Intel Embedded Controller Application Handbook, 1999
35 Intel Microcontroller Handbook, 1998
36 Noel Adorno. LabVIEW Instrument Driver Standards. USA: The Application Note of National Instruments Corporation
37 Noel Adorno. Developing a LabVIEW Instrument Driver. USA: The Application Note of National Instruments Corporation
38 Gary W Gohson. LabVIEW Graphic Programming. USA:MC Graw-Hill, 1998
39 LabVIEW User Manual. USA: National Instruments Corporation, 1998
40 LabVIEW Function Manual. USA: National Instruments Corporation, 1998
2 崔骥，李怀琼等．光栅莫尔条纹信号的细分与辨向新技术．光学技术报．2000，7(4)：294～296
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16 张黎军，王颖，何源来．光栅编码器接口电路及调试．自动化仪表．1999，1(1)：
17 杨进堂．用移相比相法动态测量莫尔条纹细分误差．光学精密工程．1997，5(2)：105～107
18 周世红．一种莫尔条纹400等分的电子学的系统．光学机械．1983，(2)：19～24
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21 金喜平，李书平，刘永胜等．高速高精度光栅数显装置的研究与设计．沈阳工业大学学报．1994，16(2)：18～21
22 李怀琼，陈钱等．新型光栅信号数字细分技术及其误差分析．计量学报．2001，22(4)：281～283
23 袁小滨，李怀琼．光栅莫尔条纹数字细分技术及其误差分析．西安公路交通大学学报．2001，21(1)：113～115
24 樊亚东，陈雪丰．莫尔条纹数字化细分方法．武汉化工学院学报．1998，20(2)：53～55
25 纪刚，叶军．莫尔条纹计算细分法的研究．青岛大学学报．1995，8(2)：63～66
26 刘笃仁，杨万海．在系统可编程技术及其器件原理与应用．西安：西安电子科技大学出版社，2000
27 廖裕评，陆瑞强．CPLD数字电路设计—使用MAX+PLUS Ⅱ入门篇．北京：清华大学出版社，2001
28 褚振勇，翁木云．FPGA设计及应用．西安：西安电子科技大学出版社，2002／12／24
29 MEI XIAOYU. Study on Digital Readout Device of Metal Geometry Grating, Proceeding of the Fourth International Conference. Measurement and Control of Granular Materials. September 17～19, 1997, Shenyang, P.R. China
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31 胡晟．FPGA设计进阶．可编程器件中文网站(http://www.fpga.com.cn)
32 宋万杰，罗丰，吴顺君．CPLD技术及其应用．西安：西安电子科技大学出版社，1999
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34 Intel Embedded Controller Application Handbook, 1999
35 Intel Microcontroller Handbook, 1998
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37 Noel Adorno. Developing a LabVIEW Instrument Driver. USA: The Application Note of National Instruments Corporation
38 Gary W Gohson. LabVIEW Graphic Programming. USA:MC Graw-Hill, 1998
39 LabVIEW User Manual. USA: National Instruments Corporation, 1998
40 LabVIEW Function Manual. USA: National Instruments Corporation, 1998