基于嵌入式技術的數(shù)控雕刻機控制器的設計開發(fā).pdf

1、目前數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)通常采用工控機和運動控制卡的架構形式，這種解決方案主要有成本高、體積大，可靠性和靈活性低等不足。隨著嵌入式技術的快速發(fā)展和應用，其近來在數(shù)控雕刻行業(yè)也成為研究熱點。本文設計開發(fā)了一種基于嵌入式技術的數(shù)控雕刻機控制器，不但軟硬件架構簡潔緊湊，而且成本降低、體積減小，可靠性和靈活性得到提升，易維護和升級。
　　 本文分析了國內外數(shù)控雕刻機發(fā)展現(xiàn)狀及相應控制技術，首先對數(shù)控雕刻機的控制算法進行了研究和改進，得到適

2、合調速的數(shù)字積分法直線插補以及連續(xù)小線段加減速控制方法。根據(jù)數(shù)控雕刻機控制器功能指標要求，結合嵌入式技術設計了控制器的總體方案。在硬件設計方面，應用了一種ARM9+FPGA架構形式，以ARM9作為主處理器，運行嵌入式操作系統(tǒng)、界面應用程序以及大量的數(shù)據(jù)算法處理。FPGA作為協(xié)處理器，主要用于控制脈沖。詳細設計了控制器硬件各功能模塊的原理圖并制作成印制電路板。
　　 隨著嵌入式系統(tǒng)應用的復雜度的增加，使得嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)也變得

3、越來越復雜。傳統(tǒng)的面向過程的分析、設計方法己顯不適應。為此本文綜合應用了基于UML的面向對象方法與基于數(shù)據(jù)流圖的DARST分析方法相結合的迭代增量式嵌入式軟件分析與開發(fā)過程。從控制器的要求描述開始，通過UML建立了控制器用例圖、問題域靜態(tài)模型以及系統(tǒng)上下文類圖，再依據(jù)對象構造準則確定出外部類和接口類。對于系統(tǒng)內部對象則用DARTS方法中的數(shù)據(jù)流圖進行分析，數(shù)據(jù)流圖中對數(shù)據(jù)的功能處理往往可以作為算法對象，數(shù)據(jù)存儲往往就是實體對象。經(jīng)過上述