基于ARM+CPLD的多電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì).pdf

1、近些年，中國一直扮演著全球制造業(yè)大國的角色，但隨著低勞動(dòng)力成本的優(yōu)勢逐漸消失，中國制造產(chǎn)業(yè)不得不進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)化的升級。我國的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)水平也在這樣的大環(huán)境下得以迅速提升。2005年以后，國內(nèi)就基本掌握了運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)中五軸聯(lián)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)，縮小了與國外技術(shù)的差距，提高了現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)控制器的控制精度，開拓了其市場應(yīng)用領(lǐng)域。由于伺服電機(jī)在自動(dòng)化等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，工業(yè)上對伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器的可靠性和開放性的要求也越來越高。因此，針對我國制造業(yè)開發(fā)性

2、能穩(wěn)定可靠的開放式多電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器就有相當(dāng)重要的意義。
　　本文經(jīng)過對比分析幾種運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)方案，利用 CAN總線通信方式的通用性，針對伺服電機(jī)提出一種以CAN總線作為運(yùn)動(dòng)控制器和上位機(jī)的通信接口形式，以ARM和CPLD為硬件基礎(chǔ)的多電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)方案。控制器采用ARM處理器做運(yùn)動(dòng)控制的主控單元，CPLD用來產(chǎn)生電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制脈沖及 I/O擴(kuò)展。這種設(shè)計(jì)方案解決了以往單處理器控制器性能不足的問題；同時(shí)利用CAN總線的通信

3、方式，提升了運(yùn)動(dòng)控制器的開放性。
　　系統(tǒng)硬件電路由核心控制單元 ARM、CAN通信模塊電路、驅(qū)動(dòng)控制核心CPLD、光耦隔離保護(hù)電路、I/O擴(kuò)展及時(shí)鐘電源模塊等部分組成。ARM的軟件部分采用μCOS-III嵌入式操作系統(tǒng)來完成各種任務(wù)的調(diào)度，以滿足運(yùn)動(dòng)控制器的實(shí)時(shí)性需求。ARM系統(tǒng)中建立了三個(gè)系統(tǒng)任務(wù)。任務(wù)實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制器之間的CAN總線通信；對多電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，利用梯形加減速曲線實(shí)現(xiàn)了對多個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的速度控制；ARM與C