基于ARM的嵌入式数控系统设计
收稿日期:2004-10-25 修订日期:2004-11-02作者简介:金 晟(1979-),男,湖南衡阳人,硕士,研究生方向:嵌入式系统。基于ARM的嵌入式数控系统设计
金 晟,傅建中,陈子辰(浙江大学机械工程学系,浙江杭州310027)
摘 要:提出了一种新的基于ARM的嵌入式四轴数控系统的设计。该设计采用ARM处理器
为主CPU,运动控制芯片为从CPU,并采用实时的μC/OS操作系统,使得系统很好地进行多任务处
理,并保证了运动控制的实时性。
关键词:ARM;运动控制芯片;S3C44B0;PCL6045;四轴数控系统;μC/OS中图分类号:TH164;TP391.8 文献标识码:A文章编号:1001-4551(2005)02-0056-03
TheDesignofControlSystemBasedonARMandHigh2speedPulseGenerator
JINSheng,FUJian2zhong,CHENZi2chen(TheDepartmentofMechanicalEngineering,zhejianguniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:ThispaperintroducesanewdesignforfouraxescontrolsystembasedonARMandhigh2speedPulseGenerator.Inthisdesign,ARMismainCPU,andPulseGeneratorissubordinationCPU.Byusingreal2timeoperatingsystemμC/OS,systemcanbegoodatdealingwithmultitaskandtherealtimeofsystemcontrolling.Keywords:ARM;PulseGenerator;S3C44B0;Fouraxescontrolsystem;μC/OS
1 引 言
后PC时代,嵌入式产品逐渐占领市场。高性
能,低功耗,低成本是这些嵌入式处理器的主要特
点。在这些32位嵌入式处理器市场中,ARM占有
78.6%的份额。自20世纪80年代中期以来,数字运动控制芯片伴随着半导体制造业、计算机制造业、
数控机床、工业机器人及其他产业机械的快速发展
而取得惊人的业绩,在一些工业发达国家已形成了
一种新兴的产业。许多公司已经开始采用数字运动
控制芯片生产基于工业控制计算机的控制卡或者独
立型的控制卡。
2 基于ARM与运动控制芯片的控制系统模型2.1 数控系统结构模型及优点
采用运动控器芯片具有以下好处:(1)缩短开发周期。使用运动控制芯片使我们不再需要研发运动控制部分,能够大大缩短项目的
研发时间和工作量。
(2)提高控制性能。用专业高性能运动控制芯片控制,可使电机运动更快、更平稳、更安静、更精确。(3)提高系统可靠性。成熟的运动控制芯片中各项软硬件功能均已相当成熟,比用户自己开发的
更为可靠。同时采用此芯片后,控制器的硬件器件
大为减少,软件程序大为缩短,均有助提高可靠性。
(4)降低软件研发成本。软件开发简单、快速,可以由更少的软件研发人员花更少的时间完成复杂
的运动控制编程。
因此,采用运动控制芯片能够大大减少工作量,并得到更优秀的控制性能。采用运动控制芯片由运
动控制芯片来完成复杂的运动控制,而ARM处理
器用来管理调度。图1表示了基于这种思想开发的
数控系统的结构。
图1 基于ARM与运动控制芯片的控制系统模型・65・Mechanical&ElectricalEngineeringMagazine Vol.22 No.2 2005 机电工程 2005年第22卷第2期2.2 数控系统的硬件结构
ARM处理器选用SANSUM公司的44B0处理芯片。S3C44B0是一款基于ARM7内核的32位RISC架构的处理器。其体积小、低功耗、低成本、性能高,支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集,能很好
的兼容8位/16位器件。
运动控制芯片选用PCL6045。PCL6045是一种
功能十分强大的DSP运动控制芯片。芯片能够控
制四轴,并实现两轴到四轴直线差补、两轴圆弧差
补。所有插补计算由芯片完成,上位机只需写入圆
弧的参数即可,其多轴插补控制功能特别优秀。
系统硬件采用主从式双CPU结构模式。主
CPU为ARM处理器,用于键盘、显示,网络通讯等管理工作,而从CPU即为PCL6045运动控制芯片,专
门负责运动控制的处理工作。PCL6045与ARM的
通讯是靠读写总线上的几个地址来进行指令和数据
的传输。控制系统硬件结构,如图2所示。
图2 控制系统硬件结构
2.3 ARM处理器与运动控制芯片的连接通过设置管脚IF0与IF1,PCL6045芯片与下面
不同的CPU相连,如表1所示。表1 管脚与CPU连接信号
IF1
IF0CPU管脚与CPU连接信号
RDWRA0WRQ
LL68000
+5VR/WLDSDTACK
LHH8RDHWR(GND)WAIT
HL8086RDWR(GND)READY
HHZ80RDWRA0WAIT
设置IF1∶IF0=0∶1,CPU连接类型如H8。如图
3所示。图3 ARM与运动控制芯片的连接
3 控制系统软件设计
3.1 控制系统软件构架
为了最大的利用系统硬件资源,并且还要保证
实时性,所以使用了μ
C/OS这个多任务实时操作系
统。使用到μC/OSV2.0操作系统,通过它实现多任
务实时控制。程序的编程语言为C语言以及ARM汇编语言。μC/OS的所有源代码都作为本程序的一
部分,并与其它代码一起进行编译和链接。系统的
软界构架如图4所示。
图4 控制系统软件结构图
程序运行时将会先后创建如下任务:(1)TaskStart 系统运行后创建的第一个任务,完成一些初始化工作以及创建其它任务,所有工作
完成后此任务将会被删除。(2)TaskMainMenu 主任务,系统的菜单、网络下载以及测试等都在此任务中完成,进入运动控制
任务后此任务会被挂起。
(3)TaskControl 运动控制任务,负责编织过程中命令发送、运动芯片状态读取、IO口操作等控制。(4)TaskErrorControl 异常处理任务,负责运动过程中的异常处理。・75・机电工程 2005年第22卷第2期 Mechanical&ElectricalEngineeringMagazine Vol.22 No.2 2005(5)TaskStatusControl 运动状态任务,负责运动过程中的状态显示以及参数设置。(6)TaskKeyInt 按键处理任务,负责对键盘输入的接收。
(7)TaskNetHandle 网络任务,负责对网络数据包的处理。(8)TaskStatus 系统状态任务,负责显示CPU利用率、编码器值等系统状态。
3.2 运动控制芯片的控制
ARM处理器通过总线操作,把命令写入运动控制芯片,使运动控制芯片来完成运动控制。运动控
制芯片缓冲地址线4位,接口地址如表2、表3所示。表2 轴地址
A4A3轴地址11X轴10Y轴01Z轴00U轴
表3 每轴命令、buffer及IO口地址
A2A1buffer地址11COME命令地址10OTPWIO口地址01BUFWO运动参数低16位00BUFW1运动参数高16位
指令控制模式过程:(1)往缓冲参数地址写入运动参数低16位;(2)往缓冲参数地址写入运动参数高16位;(3)往缓冲命令地址写入命令(即寄存器地址);当命令写入命令地址后,芯片根据命令(即寄存
器地址),把运动参数写入相应的寄存器(如目标位
置,初始速度,运动速度寄存器等)。每个差数寄存
器赋值都需如上写一次。(4)写入开始运动命令。当所有运动参数都写入后,
往命令地址写入开
始运动命令
,芯片开始产生脉冲。
运动参数读出过程:(1)写入运动参数地址(寄存器地址);(2)读运动参数低16位;(3)读运动参数高16位。 芯片P0～P7管脚如果作为IO口,对其读写操
作,则直接对其地址读写操作。
3.3 FIFO模式的寄存器组
PCL6045内含具有FIFO(先入先出)缓冲功能的三个寄存器组,可使芯片内储存三段运动数据。完
成当前运动任务后,芯片会自动把下段运动的数据
移至当前目标位置寄存器,并在过渡脉冲外保持各
轴速度的连续性。每完成一段运动,PCL6405会设
置标志位并主动通知上位机,上位机只需在下两段
运动完成前填入数据即可,这样上位机可以同时很
好地处理其它工作又能保证各轴运动的连续性。图
5为寄存器组的工作模式。
图5 3个寄存器组工作模式
4 结 论
PCL6045是一款功能强大的运动控制芯片,具有优秀的四轴控制及差补功能,在世界同类产品中
稳居第一位。而ARM处理器具有强大的32位RISC性能,体积小、功耗低,是一款高性能的处理器。采
用运动控制芯片,及ARM处理器,能大量地减轻研
发任务,提高研发速度,能够在短时间内得到控制性
能优秀的数控系统。而μC/OS实时操作系统的加
入,使得系统很好地进行多任务处理,并保证了系统
的实时性。
参考文献:[1] 马忠梅.AT91系列ARM核微处理器结构与开发[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.[2] PCL6045数据手册[Z].NIPPONPULSEMOTORCO.LTD,2001.[3] um-s3c44box数据手册[Z].S
ANSUM公司,2001.[4] 郭 伟.一种基于DSP的四轴运动控制卡的研究与设计[J].电器自动化,2001,(2):18-20.[4] 李志勇,宋颖慧,侯 爽.面向数控设备的嵌入式操作系统NC2Linux[J].计算机工程,2004,(2):142-144.・85・Mechanical&ElectricalEngineeringMagazine Vol.22 No.2 2005 机电工程 2005年第22卷第2期
基于双STM32+FPGA的桌面数控车床控制系统设计
2°2作第6期________________________________________________________________NCTechnology数按技术
基于双STM32+FPGA的桌面数控车床控制系统设计
文杰棱韩震宇王咏麒田海林
（四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065）
摘 要:针对桌面数控车床对成本和体积提出的新要求，研究设计出基于双STM32和FPGA的嵌入式数控 系统。将数控系统加工模式重新划分，并按客户机-服务器设计模式将数控系统任务划分为两部
分。针对两部分的任务需求设计对应的硬件系统，在相应的硬件平台研究实现具体软件功能。最终
在两台不同桌面车床进行车削实验，验证修改数控系统在功能、精度和稳定性等方面的不足,实验证
明嵌入式数控系统能满足一般数控加工需求。关键词:桌面数控车床;嵌入式数控系统;客户机-服务器模式;STM32中图分类号:TG659 文献标识码:B
DOI：10.19287/j. cnki. 1005-2402.2021. 06. 024
Design of control system of desktop CNC lathe based on dual STM32+FPGA
WEN Jieleng, HAN Zhenyu, WANG Yongqi, TIAN Hailin
(School of Mechanical Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,CHN)
Abstract: For lowering the cost and volume of desktop CNC lathes, an embedded CNC based on STM32 and FPGA
is researched and designed. The CNC operating modes are redivided, and the whole CNC tasks are
嵌入式系统课程设计题目
嵌入式系统课程设计题目
1. ARM系统在LED显示屏中的应用（利用ARM系统控制彩色LED显示屏）
2. ARM－Linux 嵌入式系统在农业大棚中的应用（温度、湿度和二氧化碳浓度是影响棚栽农作物生长的3 大要素。为了实现农业大棚中这3 种要素数据的远程实时采集,引入了当前嵌入式应用中较为成熟的ARM9 微处理器和Linux 嵌入式操作系统技术, 采用温度传感器PH100TMPA、湿度传感器HM1500 和二氧化碳浓度传感器NAP221A ,设计一种基于TCP/ IP 协议的嵌入式远程实时数据采集系统方案。从硬件设计和软件实现2
方面对该系统进行具体设计。）
3. ARM 嵌入式处理器在智能仪器中的应用（设计一种基于ARM 嵌入式处理器系统的智能仪器的硬件和软件设计方案, 并结合uc/o s2II或者 Linux嵌入式实时操作系统, 给出一套完整的任务调度和管理的方法, 最后用实例说明）
4. ARM系统在汽车制动性能测试系统中的应用（采用ARM系统构建一个路试法的汽车制动性能测试系统）
5. ARM 嵌入式控制器在印染设备监控中的应用（针对拉幅热定型机,设计一种基于485 总线的分布式监控系统。用ARM 嵌入式控制器实现主、从电机的同步运行和烘房温度的控制;在PC 机上用VB6. 0 设计转速和温度的监控画面;实现ARM、变频器和PC 机之间的数据通信。）
6. 基于ARM系统的公交车多功能终端的设计（完成电子收费、报站、GPS定位等功能）
7. 基于ARM9的双CAN总线通信系统的设计（设计一种基于ARM9内核微处理器的双路CAN总线通信系统。完成系统的总体结构、部分硬件的设计,系统嵌入式软件的设计,包括启动引导代码U - boot、嵌入式L inux - 操作系统内核、文件系统以及用户应用管理软件四个部分。）
8. 基于ARM9 和Linux 的嵌入式打印终端系统（嵌入式平台上的打印终端的外围电路连接设计、嵌入式Linux 的打印机驱动程序开发和应用程序的开发）
嵌入式数控系统通信功能的实现
２００６年第２期 ・控制与检测・
文章编号：１００１—２２６５（２００６）０２—００３７—０３
嵌入式数控系统通信功能的实现
尹勇，周祖德，刘泉，李方敏，龙毅宏
（武汉理工大学信息学院，武汉４３００７０）
摘要：提出了一种网络化嵌入式数控系统，系统采用ＡＲＭ ４－ＤＳＰ结构，实现了数控系统的小型化、网络 化、智能化和集成化。详细介绍了嵌入式数控系统内ＣＮＣ主控单元与伺服驱动及Ｉ／０逻辑控制等各单
元间的通信、车间级工业以太网络的通信和ｉｎｔｒａｎｅｔ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络通信，并给出了关键实现技术。
关键词：嵌入式；数控系统；ＣＡＮ总线；工业以太网；远程服务
中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ
Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＣＮＣ Ｓｙｓｔｅｍ
ＹＩＮ Ｙｏｎｇ，ＺＨＯＵ Ｚｕ—ｄｅ，ＬＩＵ Ｑｕａｎ，ＬＩ Ｆａｎｇ－ｍｉｎ，ＬＯＮＧ Ｙｉ－ｈｏｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｔｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏ ｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＮＣ ｓｙｓｔｅｍ ｉＳ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｐ印ｅｌ＂．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ＡＩ ｐｌｕｓ ＤＳＰ，ｔｈｅ
ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ，ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ，ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄ ａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ＣＮＣ ｍａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｕｎｉｔ，ｓｅｒｖｏ ｄｒｉｖｉｎｇ ｕｎｉｔ，ａｎｄ ｔｈｅ Ｉ／Ｏ ｕｎｉｔ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｔｈｅｍｅｔ ｎｅｔ－
嵌入式超声内圆磨削数控系统的研究与开发
２０１１年ｌ２月 第３９卷第２３期 机床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｄｅｃ．２０１１ Ｖｏｌ＿３９ Ｎｏ．２３
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１ １．２３．０３３
嵌入式超声内圆磨削数控系统的研究与开发
汪帮富，殷振，谢鸥
（苏州科技学院机电工程系，江苏苏州２１５００９）
摘要：在深入研究嵌入式系统技术和超声振动内圆磨削加工特点的基础上，提出一种基于ＡＲＭ和￣Ｃ／ＯＳ一Ⅱ的嵌入式 超声振动内圆磨削数控系统的设计方案。以高性能、低功耗的３２位ＡＲＭ嵌入式处理器ＬＰＣ２２１０为核心，配以系统所需的 外围模块和各种接口电路组成系统的硬件结构；以源码公开的￣Ｃ／ＯＳ—Ｉ１实时嵌入式操作系统为核心，开发系统所需的应 用软件，将￣Ｃ／ＯＳ—ＩＩ实时嵌入式操作系统扩展为一个完整的、实用的嵌入式超声波内圆磨削数控系统。 关键词：ＡＲＭ芯片；超声振动；内圆磨削；数控系统；嵌入式系统 中图分类号：ＴＨ６９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—３８８１（２０１１）２３—１１６—４
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＣＮＣ Ｓｙｓｔｅｍ
ｆ０ｒ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ
ＷＡＮＧ Ｂａｎｇｆｕ．ＹＩＮ Ｚｈｅｎ．ＸＩＥ Ｏｕ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｕｚｈｏｕ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１５００９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎ—ｄｅｐｔｈ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｇｎｎｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＣＮＣ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｇ６ｎｄｉｎｇ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＭ ａｎｄ ｔｚＣ／０Ｓ—ＩＩ．Ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｋｅｒｎｅｌ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ｗａｓ ｔｈｅ ３２－ｂｉｔ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＣＰＵ ＬＰＣ２２１０ ｗｉｔｈ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｈｉ ｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ａｌｓｏ ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｍｏｄｕｌｅｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｉｔｓｅｌｆ ｔｏ ｏｎｅ ｗｈｏｌｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗａｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ￣Ｃ／ＯＳ—ｌＩ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ａｐ— ｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｔｕｒｎ￣Ｃ／ＯＳ・－ＩＩ ｒｅａｌ・－ｔｉｍｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｏ ｏｎｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ＣＮＣ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＲＭ ｃｈｉｐ；Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｇｒｉｎｄｉｎｇ；ＣＮＣ ｓｙｓｔｅｍ；Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ
陕西省自然科学研究计划项目申请书
编 号
陕西省自然科学研究计划项目
申 请 书
项目名称: 基于ARＭ数控平台的开发
承担单位： 西安交通大学工程训练中心
申 请 者： 王 孙 安
详细地址: 西安交通大学机械工程学院机械电子工程系
联系电话: (029-8266)
陕西省科学技术委员会
填 报 说 明
一、申请项目必须符合《陕西省自然科学研究项目指南》确
定的资助范围。申请书各项内容要实事求是,逐步认真填写。表
达要明确、严谨,字迹要清楚易辨。外来语同时用原文和中文表
达。
二、申请书为十六开本,于左侧装订成册.各栏空格不够
时,请自行加页。一式八份,报陕西省科委综合计划处。封面上
的“编号”由省科委填写。
三、本申请书格式只适用于国内研究项目。
简 表 填 写 说 明
简表的内容务必采用国家公布的标准简化字，并严格按照规定填写,凡选择
性栏目,请在提示字符A、Ｂ、C……上打“√",其余栏目填写说明如下:
项目名称——要确切反映申请资助期内的研究的内容，字最多不超过2５个
汉字。
所属学科——只填写项目所属二级学科,如系交叉学科，可将有关学科按主
次同时列出。
所属学科组—-根据申请项目所属学科,在相应学科组名称左上方打“√"。
起止年月——申请资助年限一般在三年以内,起始年月从提出申请的次年一
月算起.
申请者——如系两人以上联合申请的项目,只填写第一申请者的情况;其他
申请者可在表三“在本项目中的分工"栏注明．
申请金额-—用阿拉伯字填写,小数点后取两位,第三位数四舍五入。
专业技术职务(职称)——实行专业技术职务聘任制的单位填写专业技术职
务（包括待聘职务）,未实行专业技术职务聘任制的单位填写技术职称。
专业-—指所学专业或长期从事研究的专业。
基于ARM的编译型可编程序控制器系统研究
文章编号：1001—9944(2009)10—0042-03
基于ARM
的编译型可编程序控制器系统研究
李慧强1一，程广河1，王茂励t，伊晓峰1,2
(1．山东省计算中心高档数控重点实验室，济南250014；2．山东轻工业学院信息科学与技术学院，济南250353)
摘要：可编程序控制器是电气自动化控制领域的重要组成部分．其性能的优劣对整个控制
系统有着重大的影响。针对用户程序比较复杂时．采用编程指令的解释执行方式的PLC系统
执行效率低、可移植性差等不足．提出一种基于ARM的编译型PLC系统构建方法．理论分析
和测试实验都表明了这种方法的可靠性和高效性．
关键词：可编程序控制器；指令；解释方式；目标代码
中图分类号：TP273文献标志码：A
ResearchoftheCompiledPLCSystemBased
onARM
LI
Huiqian91-2，CHENGGuang—hel，WANGMao—lil，YIXiao—fen912
(1．KeyLaboratoryof
Hish-endCNC，ShandongComputerScienceCenter，Jinan
250014。China；2．Collegeoflnforma—
tionScienceand
Technology，ShandongInstituteof
LightIndustry，Jinan250353，China)
Abstract：PLC，whoseperformancewill
directlyaffectthewholecontrolsystem，isoneofthemostimportantpartsof
automationcontroldomain．Aimedatlowexecution
efficiencyandbadtransplantationofthesystemwhich
usesthe
explanatorymodetoexecuteits
instructions，especiallywhensome
陕西省自然科学研究计划项目申请书 2
编 号
陕西省自然科学研究计划项目
申
请 书
项目名称： 基于ARM数控平台的开发
承担单位： 西安交通大学工程训练中心
申 请
者： 王 孙 安
详细地址： 西安交通大学机械工程学院机械电子工程系
联系电话： （029-8266）
陕西省科学技术委员会
填 报 说 明
一、申请项目必须符合《陕西省自然科学研究项目指南》确
定的资助范围。申请书各项内容要实事求是，逐步认真填写。表
达要明确、严谨，字迹要清楚易辨。外来语同时用原文和中文表
达。
二、申请书为十六开本，于左侧装订成册。各栏空格不够
时，请自行加页。一式八份，报陕西省科委综合计划处。封面上
的“编号”由省科委填写。
三、本申请书格式只适用于国内研究项目。
简 表 填 写 说 明
简表的内容务必采用国家公布的标准简化字，并严格按照规定填写，凡选择
性栏目，请在提示字符A、B、C……上打“√”，其余栏目填写说明如下：
项目名称——要确切反映申请资助期内的研究的内容，字最多不超过25个
汉字。
所属学科——只填写项目所属二级学科，如系交叉学科，可将有关学科按主
次同时列出。
所属学科组——根据申请项目所属学科，在相应学科组名称左上方打“√”。
起止年月——申请资助年限一般在三年以内，起始年月从提出申请的次年一
月算起。
申请者——如系两人以上联合申请的项目，只填写第一申请者的情况；其他
申请者可在表三“在本项目中的分工”栏注明。
申请金额——用阿拉伯字填写，小数点后取两位，第三位数四舍五入。
专业技术职务（职称）——实行专业技术职务聘任制的单位填写专业技术职
务（包括待聘职务），未实行专业技术职务聘任制的单位填写技术职称。
嵌入式数控系统模型层验证设计策略研究
计算机科学２００８Ｖｏ１．３５Ｎｏ．１２
嵌入式数控系统模型层验证设计策略研究
郑建华 李迪 朱蓉 肖苏华 苏兆港
（华南理工大学机械工程学院 广州５１Ｏ６４Ｏ） （仲恺农业技术学院 广州５１０２２５）
摘要在分析传统嵌入式数控的开发方法上的不足，以及目前对其开发方法的诸多变革的基础上，提出并实现将特
定领域模型驱动开发融入到嵌入式数控系统的开发，构建了嵌入式数控系统模型层验证框架。该方法为嵌入式数控 系统的开发提升了相应的抽象层次，提高了模型在系统开发中的作用，并利于提高系统的可操作性、可靠性、开发效
率。通过对数控系统不同工作模式在第三方工具（ＳｔａｔｅＦｌｏｗ）的仿真实例，详述了该方法在特定领域建模语言的构
建、模型转换的实现等方面的细节，并给出了转换后的对应ＳｔａｔｅＦｌｏｗ模型图。
关键词数控系统，特定领域，模型驱动，模型转换
Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＣＮＣ Ｍｏｄｅｌ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ＺＨＥＮＧ Ｊｉａｎ－ｈｕａ ’。ＬＩ Ｄｉ ＺＨＵ Ｒｏｎｄ ＸＩＡＯ Ｓｕ－ｈｕａ ＳＵ Ｚｈａｏ－ｇａｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ） （ＺｈｏｎｇＫａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ￣Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０２２５，Ｃｈｉｎａ）。
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｆｔｅｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＣＮＣ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕ—
ｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ，ｄｏｍａｉｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｍｏｄｅｌ ｄｒｉｖｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｕｓｅｄ ｔＯ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＣＮＣ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ。ａｎｄ ａｎ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｍｏｄｅｌ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＣＮＣ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌ—
嵌入式技术在铣床数控系统上的应用
嵌入式技术在铣床数控系统上的应用
摘要：随着近年来国民生产中各种新技术的不断引进与应用，各种控制系统也得到了前所未有的发展，以计算机为基础的数控技术更是出现了前所未有的繁荣。嵌入式系统作为一种以计算机技术为基础，以应用为目的和核心的新型系统结构，其在应用中具备着软硬件和建材、使用功能强、计算可靠、功耗要求严格的数控系统得到了人们的高度重视。本文就目前嵌入式数控系统的开发进行了探讨，并对其在铣床数控系统上的应用做了简要阐述。
关键词：数控系统 嵌入式技术 铣床
数控技术是一项随着计算机发展而不断变化的技术模式，尤其是在近年来，随着信息技术、通信技术和新型计算机技术的发展与普及，嵌入式操作系统的引进为数控技术的发展开辟了新空间、新道路，为铣床数控系统的完善与发展指明了新方向。随着计算机技术的发展与普及，嵌入式系统技术也入去成熟与完善，其在应用中以其可靠性、功耗低和性能强等优势受到各企业、各工业控制和制造业的青睐，成为众多社会生产领域的应用重点。
一、嵌入式系统概述
1、嵌入式系统的定义
嵌入式系统是目前计算机技术的一种新的应用形式，主要是指通过在目标设备中嵌入微机处理系统，从而实现宿主目标设备的高效、安全、节能运行的目的。嵌入式系统在应用中主要的工作重点在于辅助对它所在的设备去实现对被控制对象的全面、科学的控
制、监视以及管理功能。通常情况下，在目前的设备运行中，嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为平台的功能模式。就目前社会发展中，嵌入式系统可以定义为广义和狭义两种。其中广义的嵌入式系统主要是指在工作中凡是带有微处理器专用软硬件系统的设备机械，都被我们称之为嵌入式修通。而狭义上的定义主要指的是嵌入式系统在应用的过程中对于那些已经使用微处理器且这些微处理器在设备运行中构成了一个独立的系统，从而形成了一种具备智能化、自动化的管理操作系统模式。这些特定功能的存在是嵌入式系统应用的核心环节，也是其广泛应用在各种设备之中的关键模式。
广泰数控GT-150iMJ-Ⅱ说明书2011_10_28
用户手册
1 第一章 前言
本数控系统是我公司针对铣床研制开发的中档嵌入式数控系统。
本系统综合运用现代计算机技术，系统运动控制内核和系统程序运行基于独特可靠的实时控制引擎子系统RTAI，不受操作系统的管理和调度，确保数控系统的坚固性；以高性能、低功耗的工业级ARM微处理器为硬件核心，采用超大规模现场可编程集成电路，6层印制电路板，32MB闪存空间便于用户存储大量程序，8英寸大屏显示器为用户提供更良好的人机对话界面，使系统的功能发挥到最佳。
有关注意的说明：1、有“注意”标示表示进行相关操作或设置时提示操作者谨慎，否则可能出现此次操作失败或某个动作不能执行。
2、有“特别注意”标示表示进行相关操作或设置时提示操作者要特别谨慎，否则可能造成机器故障或发生事故。
特别提示：1、本系统具有参数备份功能，当机床调试完毕后可通过此功能将所有机床、系统参数备份到计算机中，并将当前参数设置为出厂参数。既可方便机床的批量调试，又可在系统出现故障更换后快速地使机床恢复正常工作。（操作方法参见3.6章节）
2、本说明书对应系统软件版本号为：V150iMJ.11.01
注意：初次使用本数控系统，请仔细阅读本说明书的各章节内容，以便更好
地发挥系统功能。
用户手册
2 第二章 系统技术特性
2.1 系统结构
• 32位高性能、低功耗工业级ARM微处理器
• 64MB内存
• 32MB用户存储空间
• 640x480 8寸真彩液晶显示器
• 轻触式薄膜式主、副操作面板
• 高抗干扰开关电源
• USB可移动U盘拷贝接口
• RS232接口
• 主轴变频调速
• 手摇脉冲发生器
2.2 系统的技术参数
• 可控坐标轴：X、Y、Z三轴
• 联动轴：圆弧2-3轴，直线2-3轴。
• 脉冲当量：0.001mm