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基于ARM与R8C的嵌入式数控系统设计

作　者: 吴文强
导　师: 何顶新
学　校: 华中科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 嵌入式数控系统激光切割 ARM处理器 UC/OS-II
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 121次
引　用: 3次
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内容摘要

二十世纪九十年代以来,随着嵌入式系统的蓬勃发展,嵌入式技术开始渗透到数控领域,传统数控技术与嵌入式技术相结合,新型嵌入式数控技术进入一个高速发展的阶段。激光切割由于具有切割尺寸质量好、速度快、精度高、效率高等优点,在工业数控系统中具有非常广泛的应用。基于嵌入式的激光切割数控系统是嵌入式技术在激光切割应用中新的探索,对于激光加工工业有着重要的意义。本文以ARM与R8C为平台,研究了以激光切割为应用的嵌入式数控系统的设计。文中介绍了嵌入式数控系统的原理、体系结构和硬件组成以及激光切割和原理、发展和特点,然后从硬件和软件两个方面对系统的具体设计进行了研究。硬件上先介绍了上位机ARM S3C44B0和下位机R8C/17的特点,执行机构步进电机的控制原理,然后对外围设备相关设计进行了研究,包括上位机ARM S3C4B0的串口通信、LCD显示、触摸屏的设计,已及下位机R8C/17的串口通信与对步进电机的控制。软件上先介绍了嵌入式操作系统UC/OS-II的原理及特点,UC/GUI的特点及应用。然后对系统各功能模块的软件设计进行了研究,包括嵌入式操作系统上任务的设计和通讯、系统人机界面的设计。文中还研究了两种激光切割路径的算法,包括通用的来回扫描切割算法以及作者研究的实际路径切割算法。通过给出的实验结果验证了系统设计方案和算法的正确有效性,达到了设计的基本要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 引言  8-9
  1.2 数控系统发展现状  9-11
  1.3 嵌入式系统发展现状  11-14
  1.4 本课题的研究意义  14-15
  1.5 本课题的主要研究内容  15-17
2 系统硬件方案设计  17-37
  2.1 系统硬件总体结构设计  17-19
  2.2 上位机结构设计  19-33
  2.3 下位机结构设计  33-37
3 系统软件功能模块设计  37-53
  3.1 系统软件总体结构设计  37-38
  3.2 uC/OS-II 操作系统  38-44
  3.3 UC/GUI 图形设计  44-50
  3.4 人机界面的设计  50-53
4 切割路径算法研究  53-58
  4.1 插补算法  53-54
  4.2 切割路径算法设计  54-58
5 实验结果  58-62
6 总结与展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66

基于ARM与R8C的嵌入式数控系统设计

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