基于嵌入式技術(shù)的運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.pdf

1、本論文采用“ARM+FPGA”硬件結(jié)構(gòu)，研究并開發(fā)了基于獨(dú)立式控制的三維運(yùn)動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以完成直線、圓弧插補(bǔ)等運(yùn)動功能。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程包括硬件電路及其轉(zhuǎn)接電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，軟件算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以及人機(jī)交互觸摸屏界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　 在硬件電路設(shè)計(jì)中，采用三星公司的ARM7（S3C44B0）和ALTERA 公司的Cyclone 系列FPGA（EP1C6Q240）作為核心處理器，設(shè)計(jì)了核心電路。其中ARM7 管理整個系統(tǒng)的

2、運(yùn)行，調(diào)度各個任務(wù)；FPGA 芯片產(chǎn)生各個軸的脈沖驅(qū)動信號和方向控制信號。根據(jù)電路中的各個不同的功能模塊，設(shè)計(jì)了電源信號、控制信號、數(shù)據(jù)信號等信號的輸入輸出接口電路，完成了PCB板的制作，并且在實(shí)際應(yīng)用場合進(jìn)行了調(diào)試和應(yīng)用。
　　 在控制電路和驅(qū)動電路之間采用光耦隔離，使得電路更加的穩(wěn)定和安全；同時采用電壓隔離芯片ZY0505BS-1W 對電源電路和控制電路之間進(jìn)行隔離和保護(hù)。
　　 在硬件電路的處理器中移植了μC/OS

3、-II 實(shí)時操作系統(tǒng)；在操作系統(tǒng)下，設(shè)計(jì)了多個任務(wù)和中斷處理函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動控制和協(xié)同的多路輸出信號的控制，完成了人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)，形成了常用的三軸聯(lián)動運(yùn)動控制系統(tǒng)的軟件架構(gòu)。
　　 最后根據(jù)不同的應(yīng)用場合和設(shè)計(jì)要求，分別采用了步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)作為控制對象進(jìn)行了驗(yàn)證，在機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制電路的集成方式上分別采用了一體化集成和分離式集成進(jìn)行了驗(yàn)證，都取得了很好的效果。該套系統(tǒng)已經(jīng)投入到實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，得到了實(shí)踐的驗(yàn)證和很好的