基于ARM的嵌入式运动控制系统研究

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1、摘要摘要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NXPARMLPC2478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

2、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uc／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，IJC／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

3、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。关键词：ARM，插补控制，运动控制武汉．I：程大学硕j}：学位论文IIAbstractABSTRACTMotionControlSystemwaswidelyusedinnumeralcontrolsystem．printingindustry,mechanicaltreatmentandSOon．Thisth

4、esisgivesabriefintroductionofthedevelopment，thecurrentstatusandtheproblemsofMontionControlSystem．ThisthesisprovideafuIIplanforthedesignofmotioncontroldevice，ahighperformance，precision，economicalandpracticalmotioncontroldevicewasdesignedandimplemented．T

5、histhesisintroducethehistory,thedevelopmentandexistingproblemsofmotioncontrolsystemathomeandaboard，analyzethefactsthatprecisiondependsonandtheexistingproblemsinwidelyusedInterpolationalgorithm．Thehardwarearchitecturewasintroduced：NXPARⅣ【asmainprocessor

6、,SDRAMasDatamemoryandFlashasprogrammemory,PCL6045BLasinterpolationcontrolchip．AD$7846asTouchScreenControlchip．andLM3525asthemainUSBpowersupplycontrolchip．UC／OS．11wasusedastheplatformofmotioncontroldevice．andUSBHOSTinterface．GCodeinterpreteLTFTT】nJecolo

7、rLCDdisplay,samplingresistanceofresistivetouchpanel．transplantingofUC／GUIandhumanmachineinterfacewereimplementedonthisplatform．Intestingstage，atestinggraphicswasdrawandrelativeGCodewasgeneratedinaPC．CopyingtheGCodetoMotionControlSystemandruntheGcode，me

8、anwhiletheX，YchannelofMotionControlSystemoutputpulse．AdataacquirecardwasinstalledonaotherPCandcountthenumberofX，Ychannel，thenmappingthepulsenumberofX，Ytodistancebyaproportion，anddrawthedistancevaluerealtimelyandformingasimulatedgraphics