基于PC104總線的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、當(dāng)前，數(shù)控系統(tǒng)正逐步向著靈活性、組件化、可重構(gòu)的開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。軟件開發(fā)新技術(shù)對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，已成為一種趨勢(shì)。當(dāng)前，數(shù)控系統(tǒng)大多基于PC平臺(tái)，相對(duì)于PC平臺(tái)的研究模式而言，采用嵌入式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開放數(shù)控系統(tǒng)，是一個(gè)全新的嘗試。本文以此為目標(biāo)進(jìn)行了研究，構(gòu)建了基于PC104總線的數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)，可滿足實(shí)際需要。 研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾方面： 1.硬件方面：設(shè)計(jì)了數(shù)控伺服系統(tǒng)和主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)

2、機(jī)床伺服系統(tǒng)和主軸控制，又設(shè)計(jì)了具有定時(shí)(Timer)、多路開關(guān)量輸入輸出(I/O)、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換功能的PC104總線接口板卡。 2.在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，分析了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，根據(jù)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的原理，提出了CNC系統(tǒng)上的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，論述了數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的必要性和可行性。分析了Windows操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和當(dāng)前在Windows操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)應(yīng)用的各種方案，根據(jù)實(shí)時(shí)操作

3、系統(tǒng)的原理，搭建了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)編程模型，結(jié)合外部定時(shí)中斷電路以及核心層VxD設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)，解決了Windows操作系統(tǒng)難于應(yīng)用于實(shí)時(shí)控制的難題。 3.通過對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)層的框架設(shè)計(jì)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)層設(shè)計(jì)，把設(shè)備驅(qū)動(dòng)層分成控制、交互和連接三大功能模塊，尤其針對(duì)交互驅(qū)動(dòng)中的鍵盤驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行研究。 4.本文對(duì)插補(bǔ)的原理和算法作了簡(jiǎn)單分析，重點(diǎn)分析了適合三坐標(biāo)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的脈沖增量插補(bǔ)算法。給出了兩種不同的脈沖增量