近些年,中国一直扮演着全球制造业大国的角色,但随着低劳动力成本的优势逐渐消失,中国制造产业不得不进行机械自动化的升级。我国的运动控制技术水平也在这样的大环境下得以迅速提升。2005年以后,国内就基本掌握了运动控制技术中五轴联动的关键技术,缩小了与国外技术的差距,提高了现有运动控制器的控制精度,开拓了其市场应用领域。由于伺服电机在自动化等领域的广泛应用,工业上对伺服电机运动控制器的可靠性和开放性的要求也越来越高。因此,针对我国制造业开发性能稳定可靠的开放式多电机运动控制器就有相当重要的意义。本文经过对比分析几种运动控制器方案,利用CAN总线通信方式的通用性,针对伺服电机提出一种以CAN总线作为运动控制器和上位机的通信接口形式,以ARM和CPLD为硬件基础的多电机运动控制器设计方案。控制器采用ARM处理器做运动规划的主控单元,CPLD用来产生电机驱动器的控制脉冲及I/O扩展。这种设计方案解决了以往单处理器控制器性能不足的问题;同时利用CAN总线的通信方式,提升了运动控制器的开放性。系统硬件电路由核心控制单元ARM、CAN通信模块电路、驱动控制核心CPLD、光耦隔离保护电路、I/O扩展及时钟电源模块等部分组成。ARM的软件部分采用μCOS-III嵌入式操作系统来完成各种任务的调度,以满足运动控制器的实时性需求。ARM系统中建立了三个系统任务。任务实现了上位机与运动控制器之间的CAN总线通信;对多电机的运动控制,利用梯形加减速曲线实现了对多个电机运动的速度控制;ARM与CPLD的通信交互。CPLD内部采用VHDL语言模块化设计来产生脉冲,控制电机驱动器。实现包括输出脉冲频率及个数的控制及I/O的扩展。包括地址译码模块、输入输出缓冲模块、DDS分频模块、计数器模块及I/O扩展模块等。使用Quartus II对CPLD内部设计进行了仿真,验证了CPLD内部设计的正确性。