嵌入式系统是近年来发展最快的技术之一。采用嵌入式系统可以缩短产品研发周期,提高系统的可靠性和性价比。由于嵌入式系统既有单片机系统成本低、体积小、功耗低的特点,又具有PC平台的开发环境好、资源丰富、具备操作系统、用户界面友好的特点,因而在数控技术领域会有良好的发展前景。本课题在江苏省自然科学基金重大(招标)项目(BK2003005)资助下,在对嵌入式系统、数控系统进行深入分析研究的基础上,完成了基于ARM微处理器的嵌入式数控系统的设计与开发。系统采用模块化设计,主要模块包括:ARM微处理器模块、存储器模块、人机交互模块、通信接口模块、CPLD/FPGA模块、输入输出模块。系统采用二次插补法,即ARM微处理器实现粗插补,FPGA实现DDA硬插补,同时配合良好的加减速控制,保证了插补的连续性和稳定性。软件系统以μC/OS–II嵌入式实时操作系统为核心,开发系统所需的底层设备驱动程序和应用程序接口(API)函数。该数控系统可以控制四轴联动,具有大量I/O接口,具有主轴和手脉信号接口,具备友好的人机交互功能,可应用于数控车床和数控铣床。目前本系统已经基本实现了预期的目标,运动轴信号输出频率可达到1MHz,最大快速移动速度为60m/min,主要性能指标达到数控系统先进水平。