基于arm和dsp的数控系统研究

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1、河北科技大学硕士学位论文基于ARM和DSP的数控系统研究姓名：胡晓锋申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：王书海20081201摘要机械手是自动装配生产线上必不可少的设备，它可以模拟人手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹和要求，实现抓取、搬运和装配等工作。在减轻人的劳动强度和提高装配质量和在恶劣环境下作业等方面，起到了积极的作用。嵌入式系统是近年来发展起来的以应用为中心并且软硬件可裁剪的实时系统，它的特点是高度自动化，响应速度快等，非常适合于要求实时的和多任务的场合。’本文分析了机械手控制系统的功能要求，研究设计了一种基于ARM

2、和DSP的机械手数控系统的方案。嵌入式ARM处理器，具有运行速度快、功耗低、程序设计灵活、外围硬件资源丰富等优点，但其很难在处理大数据量、复杂算法时保证系统的灵活性和实时性。DSP作为数字信号处理的核心器件，能够实时快速的完成控制算法运算，由于DSP普通输入输出口的高低电平变化周期最快只能到1微秒左右，不适合高速输入输出；FPGA芯片高速输入输出数据，时间可缩短至几十纳秒。另外利用FPGA可以方便的实现各种接口的逻辑时序，丰富的接口使得该系统能够方便的进行移植，扩展了该系统的应用领域，从而提升了其性价比，通过ARM处理器和DSP以及FPGA

3、技术的有机结合，发挥各自的优势，使系统具有程序设计灵活、以太网通信、大容量存储、高速数据输出、可移植等特点，既满足高速机械手自动控制的要求，同时又具有一定的通用性。通过本课题实践表明，基于ARM和DSP构建嵌入式数控系统的应用方案全可行、合理，同传统的人机交互系统设计相比，能大量地减轻研发任务，提高发速度，能够在短时间内得到控制性能优秀的数控系统。关键词ARM；DSP；FPGA；数控；嵌入式河北科技大学：『：学硕士学位论文目：==_l___目：====：：==_j；：：=目lI：目___============___l__l-{====j=

4、j

5、_E_--__AbstractManipulatorsautomaticallyiSessentialfortheassemblylineequipment，whichcallsimulatethehumanaimpartoftheaction，accordingtOtheproceduresandrequirementsofthetracktoachievecrawling，handlingandassemblywork．Inreducinghumanlaborintensityandimprovethequalityofassemb

6、lyandinbadworkingconditionsandSOon，hasplayedapositiverole．Inrecentyears，embeddedsystemsaredevelopedSOastoapplication．centricsoftwareandhardwarecanbecutandreal-timesystems，itfeaturesahighdegreeofautomation，fastresponse，andSOon，areverysuitablefortherequirementsofreal．timemul

7、ti．taskandthetimetodoSO．Withthequicklydevelopmentofmodemcontroltheoryapplicationsinmechanicalandelectronicalcontrolling，excessiveelectromotorcorrespondingcontroltechnologybecomesmoreandmorepopularinmechanicalandelectronicalcontrolling．Thetraditionalservomechanismcannotreal

8、izesflexibleandreal-timeinthecircumstanceofgreatdataandcomplexarithme．tic．Recentyears，embeddednumericalcontrolsystembasedonARMandDSPiSstudied．Firstly,forhardware，theFPGAdevice，thememoryandpefipherMequipmentsarechosenanddesigned，usingProtel99，QuartusIIandotherexploitationto

9、olstocompletedembeddednumericalcontrolsystem．forsoftware，usingsmallpracticalembeddedreal．