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开放式数控系统已成为当今数控技术的发展方向。同时,随着高性能嵌入式处理器的飞速发展,特别是ARM处理器系列的出现,嵌入式系统的功能变得越来越强大。由于实时性强、稳定性好、可靠性高等突出优点,嵌入式技术已经在各个领域得到广泛应用。本文提出正是一种以ARM微处理器为核心结构的运动控制器设计。
在介绍了选题的意义及背景后,本文详细阐述了运动控制器的概念技术特点及其应用领域。为了给运动控制模块选择合适的中央处理器,本文在介绍了ARM微处理器性能特点的基础上,提出了将SAMSUNG公司的具有ARM920T内核的S3C2410确定为主控芯片,并对其功能特点作了说明。
在主控芯片S3C2410的基础上,本文构建了嵌入式运动控制模块的硬件框架并对整个系统的各个软件功能模块作了详细的分析和说明。同时对整个系统硬件的总体结构作了详细的说明,其中包括电源模块、SDRAM、LCD、FLASH等芯片选型及电路的设计,重点介绍了核心部件运动控制芯片MCX314的功能、特点及应用,包括它的寄存器读写操作方法,运动模式等。给出了加速度、减速度、速度、输出脉冲数/插补结束点等数据的设定方法,介绍了当前逻辑和实际位置、速度、加/减速度等状态的读取和直线、圆弧、BP等插补命令的启动方法。对于代码解释程序的特点以及开发流程也做出了详细的分析和说明。在此基础上本文提出了以MCX314和S3C2410为内核的运动控制模块的设计与实现。
同时,本文简要介绍了WINDOWS CE操作系统移植的要点和基本方法,然后结合操作系统的任务机制,对系统各个模块在系统中的运行进行了分析,其中包括指令解释、指令队列管理、指令执行、键盘输入和LCD状态显示、插补功能函数等各个主要软件功能模块,并对各模块在系统中的作用和优先级别作了详细说明。
最后,本文对研究的内容及实验结果进行了总结,对以后需要改进和完善的地方进行了展望。