嵌入式數(shù)控系統(tǒng)軟件設計及其關鍵算法研究.pdf

1、隨著計算機和微電子技術的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)作為計算機應用的一個重要領域，已深入到社會的方方面面。近年來，嵌入式技術在數(shù)控系統(tǒng)中的應用也越來越廣泛。32位的ARM處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)以接近16位單片機系統(tǒng)的價格提供了接近PC平臺的性能，是未來數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的一個方向。 本文以嵌入式六軸數(shù)控磨削系統(tǒng)為應用背景。數(shù)控系統(tǒng)的任務可分為控制任務和管理任務兩大類，本文的線索是先進行軟件總體設計，然后就這兩大任務的關鍵技術展開，最后作出系

2、統(tǒng)的優(yōu)化。 綜述了嵌入式數(shù)控的發(fā)展現(xiàn)狀，研究了主流的設計方案，并進一步探討了數(shù)控系統(tǒng)軟硬任務劃分、軟件設計要求及其思想。分析了數(shù)控系統(tǒng)的關鍵算法的研究動態(tài)，尤其是一些曲線插補的發(fā)展現(xiàn)狀。在研究了嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)方式、軟件任務特征的基礎上，作出數(shù)控系統(tǒng)的軟件需求分析，設計出數(shù)控軟件的總體架構、程序的總流程等。對控制任務中的曲線插補和加減速控制進行了深入的研究。推導了廣義Bézier插補算法的遞推公式，利用Bézier曲線描述曲

3、線時，可直接將一系列的離散型值點轉化為Bézier控制點，該插補方法形成速度快，計算量小。S型曲線的加減速控制算法，并進行了仿真測試和對比實驗；完成了管理任務中的人機界面的關鍵點——miniGUI的輸入引擎、多級界面的實現(xiàn)、數(shù)控代碼編譯器等的研究與設計。以Linux的時鐘粒度的細化為切入點，對軟件系統(tǒng)進行了優(yōu)化，并對軟件模塊進行了測試，驗證了系統(tǒng)方案的正確性、可行性。 最后部分，對所作的工作作了總結，同時根據(jù)開發(fā)過程中碰到的實際