运动控制系统广泛应用于工业生产过程中，随着我国制造产业的结构升级，运动控制器的需求也不断增长。目前，国内生产的运动控制器多数是基于PCI总线的运动控制器，需要与PC机配套构成控制系统，少数采用专用芯片的运动控制器其通用性和开放性较差。大多数的装备制造设备需要同时进行顺序逻辑控制和运动控制，但目前中高端的PLC产品才具有运动控制模块，成本高昂。针对上述问题，结合运动控制器分布式网络化的发展趋势，本文设计了一种以STM32F107为核心的基于嵌入式实时操作系统FreeRTOS的独立式运动控制器，支持USB/CAN/RS232多种通信方式与PC通讯，可在PC的监控下运行，同时支持带触摸屏的嵌入式人机界面以脱离PC独立运行，集成了PLC过程逻辑控制和运动控制功能，具有良好的通用性。本文主要工作内容如下：1．根据运动控制技术的发展现状和基本原理，分析确定了基于STM32F107+FPGA的硬件架构，并设计了控制器各模块的硬件电路。2．移植嵌入式实时操作系统FreeRTOS至STM32F107，并进行移植验证和性能测试，实验结果表明FreeRTOS移植成功且性能满足应用要求。在此基础上，划分各个功能任务并设计各模块的程序，实现了合理的分布式总线型运动控制器的软件架构，使得插补周期为4ms，能够满足多数应用要求。通过将μC/GUI移植到FreeRTOS中，解决了人机交互问题。3．根据上下位机信息交互的特点，制定可靠有效的数据通信协议，并使用VC++编写上位机界面测试程序。研究了WDM设备驱动程序，编写了USB设备驱动程序，以实现PC和运动控制器的USB通信。4．对运动控制器进行了软硬件联合调试实验，并将运动控制器应用在立式数控转盘机的控制上。根据应用需求，定制了人机界面。实验结果表明，本运动控制器的软硬件设计合理，具备运动控制和顺序逻辑控制功能，性能符合应用要求。