基于PC104總線的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、當前，數(shù)控系統(tǒng)正逐步向著靈活性、組件化、可重構(gòu)的開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。軟件開發(fā)新技術(shù)對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，已成為一種趨勢。當前，數(shù)控系統(tǒng)大多基于PC平臺，相對于PC平臺的研究模式而言，采用嵌入式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計開放數(shù)控系統(tǒng)，是一個全新的嘗試。本文以此為目標進行了研究，構(gòu)建了基于PC104總線的數(shù)控系統(tǒng)平臺，可滿足實際需要。 研究內(nèi)容主要包括以下幾方面： 1.硬件方面：設(shè)計了數(shù)控伺服系統(tǒng)和主軸驅(qū)動系統(tǒng)；為了實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)對

2、機床伺服系統(tǒng)和主軸控制，又設(shè)計了具有定時(Timer)、多路開關(guān)量輸入輸出(I/O)、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換功能的PC104總線接口板卡。 2.在嵌入式實時操作系統(tǒng)中，分析了嵌入式實時操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，根據(jù)嵌入式實時操作系統(tǒng)的原理，提出了CNC系統(tǒng)上的實時操作系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，論述了數(shù)控系統(tǒng)應用嵌入式實時操作系統(tǒng)的必要性和可行性。分析了Windows操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點和當前在Windows操作系統(tǒng)下實現(xiàn)實時應用的各種方案，根據(jù)實時操作

3、系統(tǒng)的原理，搭建了實時操作系統(tǒng)編程模型，結(jié)合外部定時中斷電路以及核心層VxD設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)，解決了Windows操作系統(tǒng)難于應用于實時控制的難題。 3.通過對設(shè)備驅(qū)動層的框架設(shè)計和設(shè)備驅(qū)動層設(shè)計，把設(shè)備驅(qū)動層分成控制、交互和連接三大功能模塊，尤其針對交互驅(qū)動中的鍵盤驅(qū)動設(shè)計與顯示驅(qū)動設(shè)計問題進行研究。 4.本文對插補的原理和算法作了簡單分析，重點分析了適合三坐標經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的脈沖增量插補算法。給出了兩種不同的脈沖增量