基于嵌入式技术的开放式数控实验教学平台研究.pdf

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4、苗Ｓ．＾？漫餐泉紋ｆ錢駐＾基于嵌入式技术的开放式数控实验教学平台研究摘要随着数控技术的发展，推动了社会对数控专业人才的需求，传统的人才培养模式存在许多弊端，为了更好更经济地培养数控技术人员，本文开发了一套适用于数控初级教育的开放式数控实验平台。平台的结构简单、模块开放、控制方便、适用于高等院校和高职院校进行数控技术的实验教学。系统由PC机、单片机控制板、步进电机驱动器、反馈装置及X-Y工作台等部件组成。本文主要对单片机控制板和步进电机驱动电路进行了模块化设计、制作和实验调试，并深入分析了步进电机的驱动原理和控制方法。建立了包含步进

5、电机、PID控制算法、PWM脉宽调制技术在内的闭环控制系统的数学模型，验证了基于Matlab/Simulink仿真平台的数控仿真系统的可行性。系统硬件设计采用AltiumDesigner软件平台设计了基于STC89C54单片机控制板的开放式数控仿真系统的硬件电路，包括主控芯片电路、电源电路、电机驱动电路、限位电路、按键电路、编码器接口电路、RS485通信电路和辅助电路。借助AltiumDesigner强大的原理图库和器件封装库设计制作了单片机控制板的PCB板。系统软件设计利用ARM公司的集成开发工具keilC51开发了适用于X-Y工作台的开放式数控系统的控制程序，完成了通信技术、插

6、补技术、步进电机控制技术及C语言编译技术的研究。利用逐点比较法的圆弧插补原理，构建了适用于X-Y工作台走整圆轨迹的C语言控制程序，并利用keilC51的在线调试模块进行仿真调试。系统经过整合与调试，确定了控制系统的运行参数。基于keilC51编译了圆弧插补算法的C语言控制程序，分析了在程序驱动下的X-Y工作台的运行轨迹与NC规则下的插补轨迹的重合度，验证了开放式数控实验仿真平台的实用价值。该文中有图52幅，表6个，参考文献60篇。关键词：X-Y工作台；STC89C54单片机控制板；步进电机；PWM；插补运算中图分类号：TP215ITheResearchofExperimentalT

7、eachingOpen-NCPlatformBaseonEmbeddedTechnologyAbstractWiththedevelopmentofCNCtechnologyleadtotherapiddemandofNCtalentforsocial.ForthetraditionaltrainingmodeloftalentexistsmanyMalpractices,thethesisdevelopedasetofopen-NCexperimentalplatf