基于ARM的嵌入式运动控制系统研究

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运动控制器广泛应用于数控,印刷,机械加工等行业。本文首先介绍了运动控制器在国内外的发展历程,发展现状,插补算法,分析了通用运动控制器中存在的问题,接着提出一种基于ARM的全套运动控制器设计方案,设计并实现一款精度高,通用性强,经济实用的运动控制器,给出了硬件设计方案、软件构架和部分关键源代码。运动控制器的硬件选用NXP ARM LPC2478作为处理器,SDRAM作为数据存储器和Flash芯片作为程序存储器,PCL6045BL作为插补芯片,ADS7846作为触摸屏控制芯片,LM3525作为USB接口电源供给芯片,凌创液晶屏作为人机界面。运动控制器软件采用μC/OS-Ⅱ操作系统作为平台,在此平台上实现了USB主机接口,G代码解释器,TFT真彩色LCD的显示,电阻式触摸屏坐标值的采样,μC/GUI的移植,人机交互界面的制作。测试阶段,在一台上位机中绘制测试图形并生成G代码,用U盘将G代码拷贝到运动控制器并执行,执行过程中,运动控制器的X,Y通道输出脉冲,在另一台上位机中安装数据采集卡,并采集X,Y通道的脉冲的个数并折算成X,Y方向上的位移量,将X,Y方向上的位移量实时的绘制在出来,形成模拟雕刻图形。比较两台上位机中的测试图形和模拟雕刻图形,发现测试图形和模拟雕刻的图形精确一致;将测试图形的长度通过当量换算成脉冲个数,与实际采集到的脉冲个数相比误差不超过±1,达到了预定精度要求。
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