基于ARM和FPGA的步進電機雕刻控制系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、隨著雕刻控制產(chǎn)品的市場需求不斷增長，其控制技術(shù)得到了極速發(fā)展，而近年來電子信息等高科技技術(shù)的發(fā)展，為雕刻控制提供了更大的發(fā)展空間和更廣闊的市場。國產(chǎn)雕刻控制產(chǎn)品在速度、精度和性價比上都還存在較大的上升空間，為了實現(xiàn)高速、高精度的雕刻控制系統(tǒng)，本文對基于ARM和FPGA的步進電機雕刻控制系統(tǒng)進行了研究。
　　 本文首先根據(jù)雕刻控制系統(tǒng)的功能需求和性能指標，提出以ARM和FPGA為雕刻控制系統(tǒng)的核心處理器，搭建了以意法半導體公司ST

2、M32系列ARM芯片STM32F103ZE和ALTERA公司Cyclone系列FPGA芯片EP1C3T144C8N為核心的系統(tǒng)硬件平臺，并對外圍模塊硬件電路進行了設計。然后改進了傳統(tǒng)的數(shù)字積分插補算法，對柔性好的S型加減速控制算法進行了建模和Matlab仿真，并使用VerilogHDL硬件描述語言在FPGA上實現(xiàn)了改進型數(shù)字積分插補算法和S型加減速控制算法這兩種控制算法，完成了系統(tǒng)的插補控制功能。在ARM平臺上編程實現(xiàn)G代碼文件解析前瞻

3、、插補參數(shù)傳遞和人機交互等功能，構(gòu)建了具有連續(xù)加工功能、可以脫機運行的雕刻控制系統(tǒng)。最后對系統(tǒng)的各種功能和技術(shù)參數(shù)進行了測試，通過與其他數(shù)控設備的整機測試表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，用戶調(diào)控方便，是一款性價比較高且功能完整的雕刻控制系統(tǒng)，并實現(xiàn)了最終的產(chǎn)品化。
　　 通過對多微處理器雕刻控制系統(tǒng)的研究表明，采用主、協(xié)處理器的開發(fā)模式，縮短了研發(fā)周期，降低了成本，有效的提高了系統(tǒng)的運算速度和精度。將來的工作可以在運動控制技術(shù)和誤差補償技術(shù)