基于ARM的嵌入式机床数控系统的研究

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1、基于ARM的嵌入式机床数控系统的研究摘要数控机床是现代制造系统的基础和核心，而先进的数控技术是解决机床制造业持续发展的关键。随着嵌入式系统、微计算机技术和集成电路的迅速发展，高性能的32位CUP开始普及。它执行速度快、功能强大，在中、低档数控系统中已经完全可以替代PC机及8位单片机，获得更大的价格和技术优势。本文旨在打破传统基于PC机及8位单片机的数控系统，研究并设计一种基于ARM的32位嵌入式机床数控系统。本文设计了基于ARM内核的嵌入式机床数控系统，并给出了硬件设计方案、软件程序设计思想及相应设计。硬件部分选用是日本

2、NOVA电子有限公司研制的DSP运动控制专用芯片MCX314AL作为数控装置电机的驱动芯片，其性能优良、接口简单、编程方便、工作可靠，给运动控制带来极大方便。采用ARM微处理器STR710负责控制MCX314AL、外围逻辑电路的管理及后台任务的实现。系统软件平台采用源代码公开的嵌入式实时操作系统uC／OS．Ⅱ，对数控系统软件模块的任务进行划分，并根据其实时性要求赋予不同优先级，采用基于优先级的抢占式调度算法，设计了任务间的通信方式及中断事件的响应，使该数控系统具有良好的实时性和稳定性，可以满足高精度加工的要求，同时也具有

3、良好的人机界面和网络支持。关键词：数控系统，嵌入式，ARM，uC／OS．IIResearchofEmbeddedCNCsystembasedonARMAbstractNumericalcontr01(NC)machinetooliSonbasicandkernelgroundinmodemmanufacturingsystem(MMS)．ThekeytoapproachcontinuousdevelopmentistoaccelerateandadvanceNCtechnique．Withthefastdevelopme

4、ntofembeddedsystemandmicrocomputertechnologyandintegratecircuit，Hi【ghperformance32一bitsembeddedCPUbecomesmoreandmorepopular,Withitshighspeedandlowcost，thiskindofmicroprocessorcantakeplaceofPCplatfotinand8-bitsCPUinmidand10Wmarket，inwhichpriceandtechnologyareveryc

5、rifical，Withsuchabackground，thisthesispresentsadeepresearchonEmbeddedNCsystem．ThispaperputforwardNCsystembasedonARMProcessor．Itpresentsthehardwaredesignandthesoftwareprocedurethoughts．ThehardwareplatformselectNOVAElectronCorp．DSPdynamicscontrolspecial·purposechip

6、MCX314ALasNCmotordriver．MCX314ALbringsdynamicscontrolgreatconveniencebecauseofitschoiceperformance，simpleinterface，convenientprogrammingandreliablework．ARMSTR710isadoptedtomanageMCX314AL，Peripherallogicalcircuitandbackgroundtask．TheuC／OS—IIisusedtoproviderealtime

7、operatingsystemasthesoftwareplatformanditssourcecodeisopen．Thesoftwaremoduleisdividedtoseveraltasks．Accordingtotherequestforrealtime，theyareenduedwithdifferentpriorities．Thewayofintertaskcommunicationandinterruptrcsponsearedesigned．TheuC／OS·IIsupportspreemptivepr

8、iorityschedulingwhichmakesthesystemreal-timeandstable．ItCanmeetthedemandsofhighprecisionprocessing．Atthesanletime，italsohasgooduser-inter-faceandnetworksupport