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文檔簡介
1、隨著電子制造業(yè)在我國的蓬勃發(fā)展,通用運動控制器將憑借其產品特性、價格、市場基礎等優(yōu)勢,在未來的發(fā)展中得到更加廣泛的應用,其應用比例將進一步增加。一些高端應用領域,如高精度的磨床,旋轉刀庫,伺服沖壓送料機,自動化專機流水線等,對于控制和工藝都有一些特殊的需求,這些都不是普通的脈沖發(fā)生產品或者定位產品可以簡單對應的。運動控制器作為一個獨立的工業(yè)自動化控制類標準部件,已經被越來越多的產業(yè)領域所接受,并且已經達到一個令人矚目的市場規(guī)模。根據 A
2、RC近期的一份研究,世界運動控制(General Motion Control GMC)市場已超過40億美元。
鑒于通用運動控制器的優(yōu)勢及市場前景和目前主流運動控制器存在的一些缺點,本課題采用STM32F4+CPLD結構研究和開發(fā)了一款低成本通用型嵌入式多軸運動控制器。方案設計中,STM32F4微處理器為主CPU,充分利用其強大的DSP功能及FPU單元,CPLD作為脈沖產生器、編碼器信號處理器及擴展I/O功能,保證運動控制的實
3、時性。軟件方面,采用了實時操作系統(tǒng)μC/OS-III,并使用了文件系統(tǒng)、LwIP功能模塊,提高了開發(fā)效率。本文所研究設計的運動控制器具有成本低、功能完善、高可靠性、高度集成化、易升級等特點,符合市場需求,同時克服了主流運動控制器的缺點。
本文圍繞嵌入式運動控制器的研究與開發(fā),論述了運動控制器的概況、特點、國內外的研究現狀,提出了本課題的目的和意義;然后從系統(tǒng)需求到系統(tǒng)的實現,進行了運動控制器的軟、硬件總體設計及詳細設計;最后,
4、對系統(tǒng)進行硬件、軟件測試,對系統(tǒng)性能及運動控制器插補控制進行了實驗分析。
本文對運動控制器系統(tǒng)硬件電路進行了詳細設計,包括系統(tǒng)電源、時鐘、存儲器、鍵盤、LCD、JTAG、RS232等電路原理圖。軟件方面主要包括操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、網絡協(xié)議、USB驅動的移植和其他驅動程序編寫,以及應用程序的設計。對軟件模塊的使用使得設計的系統(tǒng)易于維護、升級,提高了系統(tǒng)可靠性。
通過對本課題研究和設計,最終搭建了運動控制器開發(fā)實驗平臺,
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