基于FPGA的运动控制卡采用脉冲加方向的闭环控制方式,具有结构简单,集成度高、实时性好等优点。从硬件的构成、设计和算法实现等方面入手,阐述了运动控制卡的设计和开发。用硬件描述语言VHDL（very high speed integrated circuitHDL）和原理图结合的方式对FPGA编程实现系统的主要硬件逻辑和算法,从而提高了系统的灵活性和移植性。在硬件算法上,采用乒乓操作处理高速的分频倍数数据流,提高了系统的实时性和控制精度;并且提出了一种基于加二计数器的分频算法,实现任意分频倍数的分频。利用嵌入式调试工具SignalTap对运动控制卡进行硬件调试和仿真,给出了相应的误差分析。

本系统针对设计制作简易多功能计数器能接收函数信号发生器产生的信号，实现周期测量、频率测量和时间间隔测量的功能的要求。通过分频和整形，利用C8051F020的可编程计数器阵列（PCA）的边沿捕捉模式对信号的上升沿捕捉并计时，从而达到对频率、周期和时间间隔测量的目的，并能使测量的范围和测量精度达到预期的要求，还能实现显示温度、时间和记忆10个测量过的历史数据、显示峰值等扩展需求。