基于ARM的嵌入式数控系统的研究

【摘要】：基于ARM的嵌入式数控系统是集成了计算机数字控制技术、ARM技术、 运动控制芯片技术及嵌入式操作系统技术等技术为一体的技术含量高的数控 系统,是对低成本、高性能的四轴数控系统研究的一个新的尝试。基于ARM 的嵌入式数控系统软、硬件部分的设计与实现及运动控制芯片控制方法的研 究,是本论文研究的主要任务。 本论文的重点有两方面内容:1.嵌入式数控系统硬件的研究及实现;2. 运动控制芯片控制方法的研究及其库函数的实现。论文共分为七章。 第一章是绪论部分。综述了数控技术的发展历程、趋势,以及我国数控 技术的现状;并简单介绍了嵌入式系统的概况;最后提出了本论文的研究意 义。 第二章是嵌入式数控系统的总体结构设计部分。这一章对所要研究的数 控系统进行了需求分析;根据需求分析确定了ARM处理器与运动控制芯片的 选型,并简单介绍了它们;最后,论文提出了嵌入式数控系统的总体结构模 型。 第三章是嵌入式数控系统硬件设计部分,是论文的重点之一。这一章介 绍了嵌入式数控系统硬件部分的总体结构设计,并详细地介绍了各部分电路 的设计及原理图。 第四章是嵌入式数控系统软件设计部分。这一章介绍了嵌入式数控系统 软件部分的总体构架;并简单介绍了嵌入式实时操作系统uC/OS-Ⅱ,及 uC/OS-Ⅱ的移植、任务、信号量与中断等;最后论文着重介绍了嵌入式数控 系统软件部分的任务及任务流程。 第五章是运动控制芯片的控制方法及其库函数的实现部分,也是论文的 重点章节之一。这一章主要介绍了运动控制芯片的控制方法及其库函数的实 现,包括PCL6045的总线读写操作及其库函数、运动模式控制、异常处理、 插补控制等。 第六章是系统实现及调试部分。这一章主要介绍了嵌入式数控系统的实 现与调试过程,并给出了数控系统各种运动模式调试的结果。 最后作者对本文的研究内容做了总结,并对基于ARM的嵌入式数控系统 的发展作了展望。