基于SEP4020的嵌入式多面菱體磨削控制系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、嵌入式技術是近年來發(fā)展最快的技術之一。采用嵌入式系統(tǒng)可以縮短研發(fā)周期，提高系統(tǒng)的可靠性和性價比。由于嵌入式系統(tǒng)具有成本低、體積小、功耗低、資源豐富、支持操作系統(tǒng)、軟硬件可剪裁等特點，因而在數(shù)控領域中獲得了廣泛的應用。將嵌入式技術與數(shù)控技術相結合開發(fā)嵌入式數(shù)控系統(tǒng)是當今的一個研究熱點。
　　 本課題論述了一種新型的多面菱體磨削控制系統(tǒng)設計與實施方案。在對嵌入式系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、多面菱體磨削加工原理深入研究的基礎上，完成了磨削控制系統(tǒng)

2、軟硬件總體方案設計。該系統(tǒng)采用SEP4020核心處理器，配以ATmega16輔助模塊構成“ARM+單片機”雙CPU型系統(tǒng)構架，通過擴展外圍功能模塊，構建硬件平臺；采用μC/OS-II嵌入式實時操作系統(tǒng)構建軟件平臺，保證了系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性。
　　 本文完成了多面菱體磨削控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設計。采用東南大學國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術研究中心設計的工業(yè)級ARM芯片SEP4020作為核心處理器，完成了其外圍電路設計，主要包括儲存器模

3、塊設計、電源電路設計、復位電路設計、LCD接口設計、JTAG接口設計、串口模塊設計、步進輸出模塊設計、開關量輸入輸出模塊設計。
　　 本文構建了基于μC/OS-II實時操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺，保證了系統(tǒng)對中斷或異常的快速響應性，為應用程序的運行提供軟件環(huán)境。主要包括SEP4020啟動程序的設計、SEP4020平臺上μC/OS-II的移植以及中斷系統(tǒng)的設計。
　　 本文完成了步進電機加減速控制算法設計及實現(xiàn)。首先分析了步進

4、電機開環(huán)控制系統(tǒng)加減速控制的必要性，在對直線型、指數(shù)型和S型三種加減速曲線數(shù)學模型深入研究后，結合系統(tǒng)需求，選擇直線加減速模型，該算法簡單、易實現(xiàn)，機床響應快、效率高。針對直線加減速模型，設計了一種實現(xiàn)減速點自動判斷的算法，并采用SEP4020的PWM模塊完成了速度控制軟件的方案設計與實現(xiàn)。
　　 結合多面菱體磨削加工工藝，本文完成了多面菱體磨削控制系統(tǒng)應用程序的設計與開發(fā)，實現(xiàn)了步進電機的三軸聯(lián)動控制。磨削實驗證明，該系統(tǒng)運行