基于SEP4020的嵌入式多面菱體磨削控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、嵌入式技術(shù)是近年來發(fā)展最快的技術(shù)之一。采用嵌入式系統(tǒng)可以縮短研發(fā)周期，提高系統(tǒng)的可靠性和性價比。由于嵌入式系統(tǒng)具有成本低、體積小、功耗低、資源豐富、支持操作系統(tǒng)、軟硬件可剪裁等特點，因而在數(shù)控領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。將嵌入式技術(shù)與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合開發(fā)嵌入式數(shù)控系統(tǒng)是當(dāng)今的一個研究熱點。
　　 本課題論述了一種新型的多面菱體磨削控制系統(tǒng)設(shè)計與實施方案。在對嵌入式系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、多面菱體磨削加工原理深入研究的基礎(chǔ)上，完成了磨削控制系統(tǒng)

2、軟硬件總體方案設(shè)計。該系統(tǒng)采用SEP4020核心處理器，配以ATmega16輔助模塊構(gòu)成“ARM+單片機”雙CPU型系統(tǒng)構(gòu)架，通過擴展外圍功能模塊，構(gòu)建硬件平臺；采用μC/OS-II嵌入式實時操作系統(tǒng)構(gòu)建軟件平臺，保證了系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性。
　　 本文完成了多面菱體磨削控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計。采用東南大學(xué)國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心設(shè)計的工業(yè)級ARM芯片SEP4020作為核心處理器，完成了其外圍電路設(shè)計，主要包括儲存器模

3、塊設(shè)計、電源電路設(shè)計、復(fù)位電路設(shè)計、LCD接口設(shè)計、JTAG接口設(shè)計、串口模塊設(shè)計、步進輸出模塊設(shè)計、開關(guān)量輸入輸出模塊設(shè)計。
　　 本文構(gòu)建了基于μC/OS-II實時操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺，保證了系統(tǒng)對中斷或異常的快速響應(yīng)性，為應(yīng)用程序的運行提供軟件環(huán)境。主要包括SEP4020啟動程序的設(shè)計、SEP4020平臺上μC/OS-II的移植以及中斷系統(tǒng)的設(shè)計。
　　 本文完成了步進電機加減速控制算法設(shè)計及實現(xiàn)。首先分析了步進

4、電機開環(huán)控制系統(tǒng)加減速控制的必要性，在對直線型、指數(shù)型和S型三種加減速曲線數(shù)學(xué)模型深入研究后，結(jié)合系統(tǒng)需求，選擇直線加減速模型，該算法簡單、易實現(xiàn)，機床響應(yīng)快、效率高。針對直線加減速模型，設(shè)計了一種實現(xiàn)減速點自動判斷的算法，并采用SEP4020的PWM模塊完成了速度控制軟件的方案設(shè)計與實現(xiàn)。
　　 結(jié)合多面菱體磨削加工工藝，本文完成了多面菱體磨削控制系統(tǒng)應(yīng)用程序的設(shè)計與開發(fā)，實現(xiàn)了步進電機的三軸聯(lián)動控制。磨削實驗證明，該系統(tǒng)運行