基于ARM和FPGA的數(shù)控機床控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、數(shù)控裝備和數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)工業(yè)化的重要基礎(chǔ),是一個國家制造業(yè)的高技術(shù)水平的重要標志。長期以來,國產(chǎn)數(shù)控機床處于高檔產(chǎn)品需要大量進口,中層次產(chǎn)品發(fā)展非常緩慢,低檔產(chǎn)能大于需求的局面。尤其是國家重點工程項目上需要的主要關(guān)鍵性的設(shè)備都是靠進口,沒有自主產(chǎn)權(quán)。在如此形勢下,發(fā)展機床數(shù)控技術(shù)是當(dāng)前國家制造工業(yè)水平提高,技術(shù)更新的必由之路。
　　 嵌入式數(shù)控系統(tǒng)融合了早期的單片機系統(tǒng)和PC平臺兩者的優(yōu)點,既有著單片機成本低,體積小,功耗

2、低等優(yōu)點,又具備PC平臺良好的開發(fā)環(huán)境、豐富的資源,具備多種操作系統(tǒng)可以選擇、用戶界面友好等優(yōu)點。因此嵌入式數(shù)控系統(tǒng)是當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)大的發(fā)張趨勢,有很好的發(fā)展前途。
　　 通過以上的分析,本設(shè)計以數(shù)控機床控制系統(tǒng)為研究對象,硬件上,主控板采用高性能低功耗的32位嵌入式ARM9處理器S3C2440為核心,以其為核心設(shè)計其核心板和外圍擴展模塊;底層驅(qū)動板采用FPGA+STM32F103VCT6的設(shè)計,并以其為核心擴展外圍功能模塊;最后

3、完成電路的隔離,濾波,防干擾等設(shè)計。如此來完成伺服電機驅(qū)動器和直流電機驅(qū)動器驅(qū)動以及編碼器反饋信號的濾波等任務(wù)。擴展板模塊包括了驅(qū)動接口模塊、光電隔離模塊、鑒相計數(shù)模塊,網(wǎng)口驅(qū)動模塊,IJSB擴展模塊,濾波模塊等。在軟件設(shè)計上,采用源代碼公開的μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)為核心,開發(fā)系統(tǒng)所需的應(yīng)用軟件,用戶界面的編寫,NC命令的解析,插補算法設(shè)計。該數(shù)控系統(tǒng)不僅具有可靠性高、運行穩(wěn)定、功能強大的優(yōu)點,而且具有良好的可移植性和可裁減性,便于根據(jù)