运动控制器作为数控系统的核心，在现代工业控制中发挥越来越大的作用，其性能直接影响着数控系统的性能和水平。以DSP和FPGA为核心的运动控制器以DSP为主处理器，充分发挥了DSP高速运算和编程灵活的特点，能方便的实现复杂的实时运动控制算法；辅以FPGA作为协处理器，把大量的逻辑控制功能和外围接口电路集成其中，方便了系统的设计和调试，提高了运动控制器的稳定性和可靠性。本文在对比运动控制器主要实现方式的基础上，确定了基于DSP和FPGA运动控制器的方案。详细设计了DSP最小系统电路、脉冲输出电路、编码器接口电路等硬件电路的设计。采用VHDL语言在FPGA内部实现了地址信号线译码模块、脉冲发生器模块、串行通信模块等数字电路的设计。通过分析比较当前数控系统中运动控制器与上位机的常用通信方式，提出了采用RS-485总线标准实现运动控制器与HMI板的高速串行通信。介绍了串口硬件电路的设计，阐述了串行通信协议中数据帧格式的设计以及上下位机串行通信的程序设计流程。通过运动控制器与HMI板的联调实验，实验结果表明了该串行通信准确、可靠。最后，比较深入地研究了数控系统中常用的插补算法。并在上述的硬件平台上，完成了运动控制器与HMI串行通信程序、基于梯形加减速的直线插补以及圆弧插补程序、三次B样条非均匀恒速插补程序等软件设计，完成了系统相关功能的软硬件联调。