在当前的数控技术发展中,开放式数控技术是一个主要方向,在高端数控技术中高速高精度的运动控制器的开发占有举足轻重的地位。以数字信号处理器(DSP)为核心的运动控制器目前成为发展主流。这种运动控制器可以方便地嵌入PC机中,结合PC机强大的信息处理能力和开放式特点,广泛应用于各种运动控制领域。本文通过对运动控制技术的深入研究,设计了一款以DSP和CPLD为主控单元、基于USB2.0总线的运动控制卡。该控制器采用了高性能的32位定点DSP芯片——TMS320F2812作为核心控制芯片,完成了整个运动控制系统的具体实现方案的设计。本文详细说明了该运动控制系统的硬件结构,并对控制算法进行了分析与设计。完成了包括时钟电路、电源电路、CPLD电路、USB通信电路、D/A转换电路、差分整形电路等硬件的设计。在运动控制算法上,主要研究了位置控制、插补算法和速度控制等关键技术,着重分析了一种在轮廓加工中很有效的数据采样插补算法——时间分割法,并对这种算法的圆弧插补算法进行了改进,使得插补精度得到了提高。在设计硬件电路和控制算法的基础之上,本文对DSP控制器进行了软件的设计。软件设计包括主程序设计及各种中断服务程序设计,并且对改进前后的圆弧插补算法的插补结果进行了比较分析,证实了改进方法的可行性和有效性。