激光应用于材料加工,被誉为制造技术的一次革命。激光切割是用不可见的光束代替了传统的机械刀,与传统机械刀切割相比,激光刀头的机械部分与工作部件无接触,切割过程无损耗,减少了由于经常性的更换刀具所引起的维护开销,大大提高了生产效率。另外,由于激光切割采用的是扫描的方法,因此,通过对扫描过程的灵活控制可以使其方便的适应不同类型的生产线以及不同的切割要求。本文主要论述了一种用于激光切割控制的实时嵌入式系统的设计过程,该激光切割系统主要用于包装纸的在线切割。为了满足工业生产的高速、高精、高稳定要求,需要控制系统具备高速的响应能力、精确的控制能力以及针对各种异常情况的处理能力。文中针对上述设计要求作了深入探讨,主要的内容和研究成果如下:⑴对控制系统作了详细的需求分析,明确了控制任务并设计了简单的人机交互过程。⑵结合系统需求,分析了各主要器件的选型,并构建了以8051微控制器为核心的硬件平台。⑶在软件系统建模中使用了并发层次状态机模型,对控制系统的行为作出了准确的分析。⑷探索出一套针对实时系统的软件体系结构:合作式调度器加中断占先,该体系结构有效的平衡了系统复杂程度与高速实时响应之间的矛盾,对于资源有限的小型嵌入式系统尤为有效。⑸针对切割过程中的补偿和定位问题设计出分段补偿算法和基准定位加实时调整的定位算法。