基于嵌入式处理器的数控系统设计研究

合集下载

嵌入式数控系统关键技术研究与实现

嵌入式数控系统关键技术研究与实现

数控 系统 的多任 务 、 实时控 制要 求 , 就成 为 实现开 放
的嵌 入式数 控 系统 的关键技 术 。
1 R — iu T L n x强 实 时 性 及 多任 务 实 现
嵌入式操作 系统能实 现软硬资源 的分 配 、 任务 调 度、 控制协调并发活 动 、 程之 间的通信等 功能 , 开 进 是 发和运行嵌入式数控 的平 台。数控 系统 中位置控 制 、 插补等任务 的实现要求操 作系统必 须具有 强实 时性 ; 另外多个数控任务在一段 宏观的 时间 内要求 同步 , 这 要 求操作 系统支持 多任 务调度和 中断 响应 。 Ln x i 操作 系统 支持分 时 多任务 , u 具有 一定 的 实 时性 , 而且 因为其开放源 代码 , 功能可 裁减 , 壮而且 健 效 率高 , 嵌入式领域得 到广 泛的应用 。但是 它的分 在 时调度策 略和 内核线 程 的不 可 抢 占性 使 其不 符 合数 控 任务强 实 时性要 求 。对 Ln x强 实 时 性改 造 有 2 i u 种 方式 : 1直 接修改 Ln x内核而具 有 强实 时性 ; 第 , iu 第 2 重新编写一个 简单 的实时 内核 , , 和原 Ln x内核 iu 共 同构成 混合体系结构来 实现 。R - i x T In 采用第 2 u
种 方法 实 现 强 实 时性 。
其 原 理 为 编 写 一 个 实 时
! 竺 Lu ̄ 2 里 I[ix n t时 度 分调 t
I 广—一
内核作 为系 统核 心 , 并将
原 L n x内 核 作 为 新 实 件中断l基于 级抢 I iu 软 优先 时 内 核 的一 个 具 有 最 低 仿 I 占 调 J 真r 式 度 l . i J — _ ] 优 先 级 的 任 务 运 行。 R — iu T I n x的实时 内核 负 责实 时任 务 调 度 和 中 断

基于ARM的精密内圆磨床嵌入式数控系统结构研究

基于ARM的精密内圆磨床嵌入式数控系统结构研究

有使用 ,从 满足 内 圆磨 削工 艺需 要 、降 低数 控 系统 成 本
目 的 出 发 , 需 要 研 制 应 用 于 内 圆 磨 削 加 工 的 新 型 数 控 系 统 。 根 据 内 圆 磨 削 T 艺 的 特 点 , 把 嵌 入 式 技 术 与
发 软 P C实 现 对机 床 I 的处 理 ,接 受 来 自触 摸屏 和 外 L / O 部 ( 床按 钮 和行 程 开关 )各种 输入 信 号 .经 处 理后 再 机 输 出信号 控 制交 流伺 服驱 动 器驱 动 X轴 和 Z轴 交 流伺 服 电 动 机 ,实 现 机 床 的进 给 和 大 小 滑 板 的 直线 运 动 。I / x C O —I S I 提供 了一各 个任 务之 间管 理通信 的平 台。本系统 能 进行 两 轴联 动 直 线和 圆 弧插 补 ,从 而实 现对 圆 柱孔 、圆
器 控 制 系统 总线 . 占有
控 系统结 构 主要 有 三类 :一 是基 于 8位 低端 单 片机 ( 1 5、
P C系 列 ) 制 的 数 控 系 统 ; 是 基 于 A M 与 现 场 可 编 程 I 控 二 R
总线资 源 ,
触 摸 屏 作 为

图 1 系统总体框架
Fg1T t t 0 w 。 yt i・ h f h h l 哪 t
锥 孔 和成 型 孔 的 加 工 。
 ̄ / S I 操 作 系 统 结 合 , 构 成 新 型 的 内 圆磨 床 数 控 CO —I
系 统 ,可 以 发 挥 3 2位 AR 处 理 器 的 体 积 小 、 功 耗 低 、 M
速 度 快 、实 时性 能好 等 特点 ,充 分 利用 AR 的 硬 件资 M
V0I . 4 . No. 21

基于ARM处理器的嵌入式系统设计

基于ARM处理器的嵌入式系统设计

基于ARM处理器的嵌入式系统设计嵌入式系统指的是任何一种通过程序嵌入到硬件系统中,以实现特定功能的设备。

这些系统包括嵌入式计算机、嵌入式传感器、嵌入式测量设备等等。

嵌入式系统的设计必须遵循严格的硬件和软件要求,以实现高可靠性、高效性和低耗能等特性。

ARM处理器是一种高性能低功耗处理器。

由于其独特的架构和性能,ARM处理器已逐渐成为嵌入式系统中的首选处理器。

在工业控制、汽车电子、消费电子等领域中,ARM处理器已经得到广泛的应用。

基于ARM处理器的嵌入式系统设计需要注意以下几个方面:一、硬件设计嵌入式系统中,硬件设计是至关重要的。

硬件设计需要考虑到系统的高可靠性和稳定性。

在基于ARM处理器的嵌入式系统中,硬件设计需要考虑以下几点:1.选取适当的处理器。

根据系统的应用场景和性能要求,选择适当的ARM处理器。

比如,某些应用需要实现高计算性能,而某些应用则需要实现低功耗,需要选择不同的处理器。

2.电源设计。

对于嵌入式系统来说,电源设计尤为重要。

在选择电源时,需要考虑电压范围、电流要求、效率、可靠性等因素。

3.布线设计。

布线设计需要考虑到模拟信号与数字信号的分离、信号传输的完整性以及电磁干扰等问题。

4.外设设计。

根据系统的需求,需要选取合适的外设,包括存储器、通信接口、传感器接口等。

二、软件设计基于ARM处理器的嵌入式系统中,软件设计是至关重要的。

以下是一些需要注意的问题:1.Bootloader设计。

Bootloader是在系统上电时运行的第一个程序,用于初始化硬件、加载操作系统内核等。

Bootloader的设计需要考虑到硬件的初始化和操作系统内核的加载。

2.操作系统设计。

嵌入式系统中,通常会使用一些轻量级的操作系统,例如FreeRTOS、uC/OS等。

操作系统的设计需要考虑到性能、资源占用、任务优先级等因素。

3.应用程序设计。

应用程序设计需要考虑到系统的功能要求、通信协议等因素。

在应用程序设计中,需要注意代码复杂度,确保代码的可维护性和可扩展性。

基于ARM和RT-Linux的嵌入式机床数控系统设计

基于ARM和RT-Linux的嵌入式机床数控系统设计
工业 化 水 平 。
主要特点是嵌入 、专用 。鉴于嵌入 式系统的专用性和 软硬件可剪裁 ,能使各种资源得到最合理 的配置 和应 用 。作者 以 A M R 9芯片 ¥ C 4 0 3 24 A为整个 控制 系统 的
核心 ,操作 系 统 采用 免 费开 源 的 实 时操 作 系 统 R — T L u ,D P芯片 T 30 20在 ¥ C 4 0 ix S n MS2 F4 3 2 4 A的 控制 下 作 为运 动控制 卡的核 心 ,两 芯片间采用 S I 口进行 P接 连接 ,以 L D液 晶显示屏 作 为人 机界 面。该数 控 系 C
L ENG u y n Ch n a ,XU n h , T AN ng Mi g e I Fe
( . col fO te c o i Ifr t n nvri f lc o i S i c 1 Sh o o pol t nc no i ,U iesyo et nc ce e e r ma o t E r n
a d T c n l g fC i a, C e g u Sc u n 6 0 5 n e h oo y o h n h n d ih a 1 0 4, C i a hn ;
2 Hu e n t u e o u v y& De in frW ae s u c s& W ae we gn e ig, Wu a b i4 0 6 . b iI si t fS r e t sg o trRe o r e trPo rEn i e rn h n Hu e 3 0 4,Ch n i a;
K e w o ds: ARM ; DS y r P; CNC y t m ; RT— nu o e a ig s se s se Li x p r tn y tm

基于ARM的嵌入式内圆磨床数控系统研究

基于ARM的嵌入式内圆磨床数控系统研究
床 的控 制 。整 个 系统 具 有结构 紧 凑 、集 成度 高 、可
整个 系统 中有两 个微 处 理 器 :AR 处 理器 和 M
触摸 屏控 制处理 器 。 M处理 器 是整个 系统的 处理 AR 中心 ,控制 着 系统总 线 ,占有总 线 资源 ;触摸 屏控 制 处理 器作 为 触摸 屏 的控制 核心 ,主要 完 成对 外界
Ab t a t Ac o d n o t e p o e s h r c e it s o s r c : c r i g t h r c s c a a t r i f sc CNC y t m o r i i n e n l r d n d s s e f rp ecson it r a i i g an g n t e r q i me t f h e o e h e u r e n so e n w p n CNC y t m , e n w t s se Th e CNC s s e f r r c so t r al y t m e ii n i e n o p n gr d n a ed o h i i g b s n t e ARM t h r p ri fp re t ea -i n wi t e p o e t h es o e f c r l me, p n n n t t o en i g, e wor k f n t s an r n y man ma hi e i t rac s p o o e n t i a er Th y t u c i d fi dl on e - c n n e f e i r p s d i h s p p . e s s em‘ S sf ot war d h r wa e p a f r d v l p e t r e an a d r l t m e e o m n e ma n y d s u s d e p ca l h o p - o a i l ic s e , s e i l t e c m o y st n o s s f i o f t o t r l t r a d t e r a ia i n o e c r a tp o r m me i i wa e p a f m n h e l t ft o e p r r g a o z o h . Ke y wor s: d ARM;g / s i it r a r d ;e b d e c o - ; n e n l i er m e d d CNC s s e i g n y t m

嵌入式数控系统的结构可靠性分析

嵌入式数控系统的结构可靠性分析

t e sr c u e r l b l y a a y i o n e e d d CNC s se M e h d o d tr i e t e v ra tp r me e tie a e h tu t r ei i t n l ss fa mb d e a i y t m. t o s t ee m n h a i n a a t rmarx s h v b e i e , a d t e mo e ff i r e s y s u t r n h ei b l y m o e f h y tm a e b e b an d wh c en gv n n h d lo l e d n i t c u e a d t er l i t d l e s s au t r a i o t e h v e no tie , ih
h sb e r p s d o e b sso ay i o e f n t n n e l e eo me t r c s f h NC y t m n p l d t a e n p o o e n t a i f n l ss f h ci sa d r a v lp n o e so e C h a t u o d p t s se a d a p i e o
第4 3卷
第 2期




学Байду номын сангаас

、0 . NO. ,143 2
2 1 年 2月 00
J u n l f ini iesy o r a o a j Unv ri T n t
F b 2 l e. 00
嵌入式数控 系统 的结构可 靠性分析
刘清建 ,王太勇 ,王 涛 , 之劲章 ,刘振 忠

嵌入式开放型数控系统研究

李 诚 人
( 京学院数控中心 西 陕西 西安 702 ) 1 13
摘 要
在构建 的开放 式数控 系统 中, I / S Ⅱ实时操作 系统移植到 MC .1 , 把 x O一 C S5 上 在其 内核上创建 自己的任务 , 发 出实时运 开
动控制 系统 。该 数控 系统具 有通信和网络功能。将该 系统用在模拟加工平 台上, 验证 了系统 的可行性 :
时间 , 由于嵌入式技术 的发展 , 采用嵌入式实时操作 系统 的开 放 式数控逐渐引起 业界 的关注 。其主要原 因是 基 于 P C技术 的数 控 系统 在实 时性 方面有其先天不足之处 。而这一方面嵌入式技 术 刚好 发挥 了它的优势 , 逐渐 显示 出其强大的生命力。 目前采用嵌入式技术的开放型数控研究 主要是指包含实时操
作 系 统 的控制 器 。本 文研 究 的 是关 于采 用 t / SⅡ 时 内 核 的数 z O 一实 C 控 系统 的软 、 件结 构 以及 实验 系统 开发 。和 P 硬 C技 术无 关 。
个精简的 T W I C P协议栈 。 实时时钟是嵌入式 系统 的一个显著 特征 , C O 一  ̄ / S Ⅱ要求 时 钟周期为 1 0~lO s 刚好符 合数 控系统 工作 周期 的需 要。本 Om , 实验系统采用 1 m 0 s的工作周期 , 复杂系统可 以适 当增大 。  ̄ / S Ⅱ是 一个 源代码公 开的实时 占先 式 内核 , 可以管 CO一 它 理6 4个任务 , 8个 留给 系统 , 有 用户 可 以使 用 5 6个任 务 , 每个
Ab ta t sr c
I h o srcino p nn me c l o t lsse teRT C OS Ⅱ i ta slne nte MCS5 se .n h nts s ntec ntu t f e u r a nr ytm,h OSI / 一 s rn pa td i h o o i c o x 一 s tm a d te ak 1y

基于RT—Linux的嵌入式数控系统研究


OS a d n w iii n o e d v so fCNC u c in mo u e a c i t r , h mb d NC s s e i r aie , n fn t d l s a ht u e te e e e C o r c e d d y t m e l d s z
( ig a n es yo ce c Q n doU i r t f i e& T c n l y Q nd oS a dn 6 0 , hn ) v i S n e h o g , ig a h n og2 6 6 C ia o 1
Absr c :Th o ta t e c mbia i mb dd d c mpu e e h o o y a d n me ia on r lt h olg s a a albl n ton ofe e e o t rtc n l g n u rc lc to e n o c y i v i e a wa o c nsr c pe r ht t r y t o tu t a o n a c ie u e CNC ys e . n pa r h icpl f ra- i pe a ig s t m d c s t m I pe ,t e prn i e o e ltme o r tn ys e a n t e diiin o h v so fCNC u to due whc et r ilq s i sa e su e Ha n d pt f nc in mo l ih a wo cuca ue ton t did. vig a o e RT- n x s r r d Liu a
Ke y wor s:RT- n x; umeia o tol mb d mpu e yse d Liu n rc lc n r ;e e e c d d o t r s t m

嵌入式超声内圆磨削数控系统的研究与开发


种利 用嵌入式技术来构建超声振动 内圆磨削数控系
统的设 计方案。此 系统总体 性能稳 定 ,开发 成本低 , 具有 强实时性 ,符合开放式数控系统的发展方 向 ,具 有很强 的市场竞争力 和广泛 的应用前景。
1 超声 振动 内圆磨 削数控 系统总体 方 案的设 计
嵌入式 系统 是 以应 用 为 中心 ,计 算机 技 术 为基 础 ,软 、硬件 可 剪裁 ,适用 于对 功 能 、可 靠 性 、成
在砂轮快进结束转为工进磨削时 ,利用 电动机驱动偏
心轮 曲柄滑块机构 ,实现砂 轮往复磨 削运动 。机床整 体结构如 图 1 所示 。
4 S 6
控系统作为数控机床的控制 核心 ,在结构上可划分硬 件和软件 两 大 组 成 部 分 。作 者 采 用 飞 利 浦 公 司 的
L C 2 0芯片和交 流伺服 电机控制器为核心来构建数 P21 控系统 的硬件平台 ,并 附以相应 的外 围通讯模 块组成
本 、体积和功耗要求严格的专用计算机系统。由于嵌
收稿 日期 :2 1 00—1 — 1 1 0
体的设计方 案。 由于超声 振动 内圆磨 削数 控 系统本 身 的特 点要
求 ,系统伺 服 电机选 用 PnsncMS A 4 A A交 流 aaoi D 0 3 1 伺 服电机 和驱动器 ,而整个机器 的传动和导 向机构则
i eft n h l ad r ytm. T esf aewa ae n ̄C O —Ira—mee e d do eaigsse ,a dterq ie p t l o o ew oeh rwaesse s h ot r sb sdo w / S l e lt mb d e p rt ytm i n n e urda — h piain sf r a eeo e Oa otr  ̄C S-I e l i mb d e p rt gs se it n rcia mb d e la o i l t ot ew sd vlp d S st un c o wa /O ・ ra・ me e e d d o eai ytm noo epa t l I - t n c e e d d ut s nc r

基于RT-Linux的嵌入式系统在数控系统中的应用研究

维普资讯
基 R—n 的 入 系 在 控 统 的 用 究 于 TLu 嵌 式 统 数 系 中 应 研 i x
祁献民. 费凌 . 谢传龙 两华大学, 四川 成都 6 0 3 10 9
1 引

数 控技 术发 腮的蘑 要趋势 之 一 恩开放 化 H前 . 各嘲
不少是 针 对 体 被控 对象 的研 究 ̄fZ ,缺 乏 可重构 性 ii ; 和通用性 本 文根 据建 证开放 式数拄 系统 的 求 . 结合 f 靛
部 在抓紧进行肝放式数控系统平台标准卡规范的研究制 人式系统的臆用.对在嵌入式系统 台 I u 构建歼放式数 定 以及 = f 足产 一 开发 ,其 日的都 是 侏 数 控 系统的 控 系统 进行 探 对,建 一种 对 多种数控 设 衍 l钉 静 适性 = I i 的 发可以 在统 ・的运 行 台 l.晰 向机床 』 和最终 用 的撇 人式 数控 台 。 ・ 家 户. 形成系列化. 叮 肝r将用 r l 的特殊应用集成到控制系统 2 开放 式数 控平 台的基本 结构
. 结 构上 .所 其有的 开放性 都魁 汁算 机小 身所 I 的丹放 2, 硬 件 姑 构 州有 性. 不魁 控加 I 点来 定 义的; i 对数 : 特 性 :} .c机 模式 】 硬 件结构 采 用模块 化 设计 力袈 ,定 艾j统 一的 系统 = n
的开放式数控系统火多乐用通用的摊作系统,不能很好 总线. 预储出标准的
缎接 加 『无戈的 系统任 务 , f1 系统 体情 况及州 户 的不同 簖求 . 系统 控模块 的基 删 L. I 增 J 』 的 外销 .王 d容易 导致 系统 的 不稳定 另外 ,c机的体 积较 以4 l P 州的控制模块 、 采集模块 、 咧络横坎 , 存储横块 l人 幢 大 、 手松 散 , 干扰 能 j荒 , 1竹环境 质量 蟮求鞍 商 . 机交互等模块. 缩 勾 机 J 埘 既竹钉了 成水.己 )使系统“余l路降 最 u 无法 鬃屿 吡l 翦污染 严 取硬环 境 条什恶 劣的场 合 I 垛J 低 . 旺 _系统 l舷性 硬稳 定 仪 r _ r 删什模 块 化 f 跏 数控 系统的集 成 化和怀准 化 . 根卅 4 的功能僻 求 . 丛 将 作一 虽然 当前 毖 j c机的 "放式 数控 乐统的 研究 |应 =P J 是生流 . f于存 I 局限寸 所以 述啦 擞探 索宴 乖模 块 . CP 行 腑器 、 髓f帔 )(、 人输 Ⅲ接 【 , 似 { _ 1 述 叫. 如 U, 似 I 1_ 输 】 】 l: J 通 汛等横块 . 成标准 的 系列化 产t 通址 秘 小 l趾行 做 _ l = 现 开放式 数控 系统的 新途槿 . “钩 间档救的数控 系统 随着 徽电 产 术的 发展 . 人汁算机 系统 ( 技 敝 简称 嵌人 功能裁翦和模块数 渣的增减 .f 成 l 泼数 控 系统 采 川 书从式 烈 ( U} 佝 没 汁思 想 ’ : 占 P 式系统 ) 已深入列 会的 打晰阿. 川箍为人们所是滓 所谓 嵌 入式 系统 , 屉指 以应用 中 心 . 以汁算 机技 术为耩 C U选 川 AR 处姗 器, F键精 、 P M 用 ,f 啪汛等 管 l j . P1 ¨ 々 责运 动 拄 制j = 】 勺 f{软件 艘 件 r 剪 . 应 血川 系统 列 功 能 可 靠 、 I. } l 裁 适 成 【 :从 C L 选用 运 动控 制 : . 水. 体积 功耗严 格 蟹求f 々J 汁肆机 系统 作 为计鼬机 = _ 『 } { j J 应 州的 一 露蛰领 域 .嵌 人式 系统 制 造 I、 j 档 删 信 , 器 、 丧 . 通 仪 仪 航空 、 天 、l 航 f 赞娄 f 鞴等领 域 , f i ・ 郜 得到广 泛的应 用 . 着 MC 随 U各打 哦州 的 ¨益提 商和嵌 f 入式实 时操 作系统 i,L 的r 泛 啦J . P ) T S) 】 使得 } 人式 系统 1 } { 1
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

基于嵌入式处理器的数控系统设计研究
随着工业自动化的不断发展,数控技术在机械制造领域中的应用越来越广泛。
在数控系统中嵌入式处理器占据了重要的地位,成为了整个系统中的“大脑”。因此,
在工控系统的不断升级和发展中,嵌入式处理器的技术也在不断地更新和完善。本
文将在此基础上,探讨基于嵌入式处理器的数控系统的设计和研究。

一、嵌入式处理器的概念和特点
嵌入式处理器是一种专门为嵌入式系统设计的微处理器,它具有高度集成、低
功耗、性能稳定等特点。基于嵌入式处理器的系统具有体积小、功耗低、成本低、
可靠性高等优点,极大地方便和简化了整个数控系统的设计、制造和操作。

二、数控系统的基本组成
数控系统由数控系统主机、数控操作台、伺服驱动系统和编程设备等部分组成。
其中数控系统主机是整个系统的核心,它通过嵌入式处理器控制多个伺服驱动系统
协同工作,完成加工工艺过程。

三、基于嵌入式处理器的数控系统设计
基于嵌入式处理器的数控系统设计,需要从以下几个方面着手:
1. 系统性能需求的分析
数控系统的性能需求主要包括稳定性、响应速度、控制精度等。通过对加工工
艺流程的分析,确定系统所需控制精度、坐标系、运动方式等关键指标,从而明确
项目的性能目标。

2. 系统架构设计
基于系统性能需求的分析,可以确定基于嵌入式处理器的数控系统的总体架构
设计,包括硬件结构和软件结构的设计。硬件结构的设计要考虑模块化和可编程的
特点,以方便系统的扩展和升级;软件结构的设计需要考虑到系统的可维护性和可
扩展性,提供灵活的编程方式,充分发挥嵌入式处理器的处理能力。

3. 系统通讯和数据处理模块的实现
数控系统中不同模块之间的通信和数据处理是系统稳定性和运行效率的关键因
素。因此,在基于嵌入式处理器的数控系统设计中,需要设计实现通讯和数据处理
模块,包括系统内各模块的数据传输和通讯方式、数据的排序和分析等。

4. 系统运行和调试
系统的运行和调试是基于嵌入式处理器的数控系统设计的重要环节。在系统的
调试和运行阶段,需要进行严格的测试和验证,确定系统的性能目标是否达到。同
时,在测试过程中也需要注重系统的稳定性和可靠性,不断完善和优化系统的性能。

四、结论
嵌入式处理器作为数控系统的核心,是实现数字控制的重要技术手段。基于嵌
入式处理器的数控系统设计研究对提高机械加工的制造精度、生产效率和成本控制
等方面有着显著的作用和贡献。未来随着工业自动化和数字化的不断发展,基于嵌
入式处理器的数控系统将会有更广泛的应用和更深入的发展。

相关文档
最新文档